بسم الله الرحمن الرحيم
المحاضره الاولى المرحله الاولى التاريخ 19-9-2015 الموضوع الكهرباء ومصادرها
الكهربائيه ان مستوى التقدم والحضارة في بلدان العالم يقاس في الوقت الحاضر بمدى تقدم ذلك البلد تكنولوجيا واننا في وقتنا الحاضر نجد ان الكهرباء قد دخلت في مختلف نواحي الحياة فهي وسيلة فعاله في الجانب الصناعي والرزاعي وفي مختلف المجالات الاقتصاديه والعلميه وحتى الاجتماعيه واصبحت الكهرباء الوسيله الفعاله لتقديم افضل الخدمات للناس وقد سهلت ووفرت لنا الجهد والوقت الكثير ومن هنا نرى ان الكهرباء اصبحت مهمه فيجب علينا ان نعرف كيف يمكن توليدها ونقلها الى المستخدم وكثير من الناس لايعرف ما هي الكهربائيه التي يستخدمها يوميا وهنا نود ان نوضح ان الكهرباء هي ببساطه طاقه كما هي الحراره طاقه وكما نعرف فان الطاقه لاتفنى ولاتستحدث من العدم فان للطاقه الكهربائيه مصادرها ولعل اهم المصادر الاساسيه المستخدمه في الوقت الحضر لتوليد الطاقه الكهربائيه هي كما يلي
اولا- المصادر الحراريه
تعتمد هذه المصادر على الوقود بأنواعه الصلبه والسائله والغازيه والذي نتيجه لاحتراقه يتم تحويل الطاقه الحراريه الى طاقه ميكانيكيه ثم يتم تحويل الطاقه الميكانيكيه الى طاقه كهربائيه حيث يتم تسخين المياه بواسطة الوقود وتحويله اي الماء الى بخار وبقوة هذا البخار يتم تدوير توربينات والتي بدورها تدور المولدات الكهربائيه التي تولد لنا الطاقه الكهربائيه التي نستفاد منها في حياتنا اليوميه وكما موضحه في الرسوم ادناه اضافه الى انه يوجد فديو على صفحة اليوتيوب الخاصه بموقعنا توضح عملية تحويل الطاقه الحراريه الى طاقه كهربائيه راجين مشاهدة ذلك
اولا- المصادر الحراريه
تعتمد هذه المصادر على الوقود بأنواعه الصلبه والسائله والغازيه والذي نتيجه لاحتراقه يتم تحويل الطاقه الحراريه الى طاقه ميكانيكيه ثم يتم تحويل الطاقه الميكانيكيه الى طاقه كهربائيه حيث يتم تسخين المياه بواسطة الوقود وتحويله اي الماء الى بخار وبقوة هذا البخار يتم تدوير توربينات والتي بدورها تدور المولدات الكهربائيه التي تولد لنا الطاقه الكهربائيه التي نستفاد منها في حياتنا اليوميه وكما موضحه في الرسوم ادناه اضافه الى انه يوجد فديو على صفحة اليوتيوب الخاصه بموقعنا توضح عملية تحويل الطاقه الحراريه الى طاقه كهربائيه راجين مشاهدة ذلك
ثانيا-المصادر المائيه
المقصود بالمصادر المائيه هو وجود طاقه في المياه المخزونه في البحيرات والسدود وفي الشلالات حيث يمكن استغلال هذه الطاقه وتحويلها الى طاقه ميكانيكيه ثم الى طاقه كهربائيه وتتم هذه العمليه باستغلال طاقه المياه التي تسقط بسرعه عاليه من الشلالات او المنحدرات الشديدة الانحدار او عمل منحدرات شديدة الانحدار وذلك بالاستفاده من مياه السدود حيث ان اندفاع الماء بقوه يؤدي الى تدوير توربينات خاصه وان هذه التوربينات تؤدي الى تدوير المولدات الكهربائيه حيث يتم توليد الطاقه الكهربائيه وكما موضوح في الرسوم اضافه الى انه يوجد فديو في صفحة اليوتيوب الخاصه بموقعنا توضح عملية تحويل الطاقه المائيه الى طاقه كهربائيه راجين مشاهدة ذلك
المقصود بالمصادر المائيه هو وجود طاقه في المياه المخزونه في البحيرات والسدود وفي الشلالات حيث يمكن استغلال هذه الطاقه وتحويلها الى طاقه ميكانيكيه ثم الى طاقه كهربائيه وتتم هذه العمليه باستغلال طاقه المياه التي تسقط بسرعه عاليه من الشلالات او المنحدرات الشديدة الانحدار او عمل منحدرات شديدة الانحدار وذلك بالاستفاده من مياه السدود حيث ان اندفاع الماء بقوه يؤدي الى تدوير توربينات خاصه وان هذه التوربينات تؤدي الى تدوير المولدات الكهربائيه حيث يتم توليد الطاقه الكهربائيه وكما موضوح في الرسوم اضافه الى انه يوجد فديو في صفحة اليوتيوب الخاصه بموقعنا توضح عملية تحويل الطاقه المائيه الى طاقه كهربائيه راجين مشاهدة ذلك
ثالثا - المصادر الذريه
ان هذه المصادر تعني استخدام الطاقه الذريه في توليد الطاقه الكهربائيه حيث يتم استغلال الوقود النووي في تسخين المياه الامر الذي يؤدي الى تحويل الماء الى بخار وقوة البخار تؤدي الى تدوير التوربينات وهذه التوربينات بدورها تؤدي الى تدوير المولدات الكهربائيه المربطه بها وكما موضح في الرسوم اضافه الى انه يوجد فديو في صفحة اليوتيوب الخاصه بموقعنا توضح عملية تحويل الطاقه النوويه الى طاقه كهربائيه راجين مشاهدة ذلك
ان هذه المصادر تعني استخدام الطاقه الذريه في توليد الطاقه الكهربائيه حيث يتم استغلال الوقود النووي في تسخين المياه الامر الذي يؤدي الى تحويل الماء الى بخار وقوة البخار تؤدي الى تدوير التوربينات وهذه التوربينات بدورها تؤدي الى تدوير المولدات الكهربائيه المربطه بها وكما موضح في الرسوم اضافه الى انه يوجد فديو في صفحة اليوتيوب الخاصه بموقعنا توضح عملية تحويل الطاقه النوويه الى طاقه كهربائيه راجين مشاهدة ذلك
رابعا-مصادر الطاقه الشميه
مصادر الطاقه الشميه تعني استخدام الشمس وتحويل الطاقه الشمسيه الى طاقه كهربائيه حيث يتم استخدام الخلايا الشمسيه التي تحول نور الشمس الى طاقه كهربائيه ولكن نوع التيار يكون تيار مستمر حيث يتم خزن هذه الطاقه الكهربائيه بواسطة مسيطرات كهربائيه خاصه في البطاريات ومن ثم يتم نقل هذا التيار المستمر الى جهاز تحويل التيار المستمر الى تيار متناوب ويتم رفع فولتية هذا التيار الى الفولتيه المستخدمه في ذلك البلد حتى يتم الاستفاده منها وكما موضحه في الرسوم ادناه اضافه الى انه يوجد فديو في صفحة اليوتيوب الخاصه بموقعنا توضح عملية تحويل الطاقه الشمسيه الى طاقه كهربائيه راجين مشاهدة ذلك
مصادر الطاقه الشميه تعني استخدام الشمس وتحويل الطاقه الشمسيه الى طاقه كهربائيه حيث يتم استخدام الخلايا الشمسيه التي تحول نور الشمس الى طاقه كهربائيه ولكن نوع التيار يكون تيار مستمر حيث يتم خزن هذه الطاقه الكهربائيه بواسطة مسيطرات كهربائيه خاصه في البطاريات ومن ثم يتم نقل هذا التيار المستمر الى جهاز تحويل التيار المستمر الى تيار متناوب ويتم رفع فولتية هذا التيار الى الفولتيه المستخدمه في ذلك البلد حتى يتم الاستفاده منها وكما موضحه في الرسوم ادناه اضافه الى انه يوجد فديو في صفحة اليوتيوب الخاصه بموقعنا توضح عملية تحويل الطاقه الشمسيه الى طاقه كهربائيه راجين مشاهدة ذلك
خامسا-مصادر الرياح
هو عملية تحويل طاقة الرياح الى طاقه كهربائيه حيث يتم استخدام مراوح ضخمه جدا وعند هبوب الرياح تؤدي الى تدوير المراوح وان هذه المراوح مرتبطه بعلبه مسرع لزيادة الحركه الدائريه وبالتالي تنتقل هذه الحركه ميكانيكيا الى المولدات المربوطه بمسرع الحركه حيث يتم توليد الطاقه الكهربائيه وكما موضح في الرسوم اضافه الى انه يوجد فديو في صفحة اليوتيوب الخاصه بموقعنا توضح عملية تحويل طاقة الرياح الى طاقه كهربائيه راجين مشاهدة ذلك
هو عملية تحويل طاقة الرياح الى طاقه كهربائيه حيث يتم استخدام مراوح ضخمه جدا وعند هبوب الرياح تؤدي الى تدوير المراوح وان هذه المراوح مرتبطه بعلبه مسرع لزيادة الحركه الدائريه وبالتالي تنتقل هذه الحركه ميكانيكيا الى المولدات المربوطه بمسرع الحركه حيث يتم توليد الطاقه الكهربائيه وكما موضح في الرسوم اضافه الى انه يوجد فديو في صفحة اليوتيوب الخاصه بموقعنا توضح عملية تحويل طاقة الرياح الى طاقه كهربائيه راجين مشاهدة ذلك
سادسا-المصادر الجيوحراريه
تعتمد المصادر الجيو حراريه على الطاقه الحرار يه الموجوده في باطن الارض وبخاصه القريبه من قشرة الارض لقد كان هذا النوع من المصادر غير مستعمل سابقا ولكن بدء في الوقت الحاضر استغلاله في بعض البلدان حيث يتم استغلال الطاقه الحراريه الموجوده في باطن الارض والتي بدورها تسخن المياه الموجوده في باطن الارض ايضا ويتم سحب تلك المياه مع البخار المتكون منها الى توربينات محطات توليد الطاقه الكهربائيه والتي بدورها تؤدي الى تدوير المولات الكهربائيه وبالتالي نحصل على الطاقه الكهربائيه المطلوبه وبعد ذلك يتم حقن الماء المتبقي والبخار المتكثف الى ماء الى باطن الارض حتى لايتم استنزاف المياه الجوفيه في تلك المنطقه وتستمر عملية توليد الطاقه الكهربائيه وكما موضح في الرسوم ادناه اضافه الى انه يوجد فديو في صفحة اليوتيوب الخاصه بموقعنا يوضح عملية تحويل الطاقه في باطن الارض الى طاقه كهربائيه
تعتمد المصادر الجيو حراريه على الطاقه الحرار يه الموجوده في باطن الارض وبخاصه القريبه من قشرة الارض لقد كان هذا النوع من المصادر غير مستعمل سابقا ولكن بدء في الوقت الحاضر استغلاله في بعض البلدان حيث يتم استغلال الطاقه الحراريه الموجوده في باطن الارض والتي بدورها تسخن المياه الموجوده في باطن الارض ايضا ويتم سحب تلك المياه مع البخار المتكون منها الى توربينات محطات توليد الطاقه الكهربائيه والتي بدورها تؤدي الى تدوير المولات الكهربائيه وبالتالي نحصل على الطاقه الكهربائيه المطلوبه وبعد ذلك يتم حقن الماء المتبقي والبخار المتكثف الى ماء الى باطن الارض حتى لايتم استنزاف المياه الجوفيه في تلك المنطقه وتستمر عملية توليد الطاقه الكهربائيه وكما موضح في الرسوم ادناه اضافه الى انه يوجد فديو في صفحة اليوتيوب الخاصه بموقعنا يوضح عملية تحويل الطاقه في باطن الارض الى طاقه كهربائيه
سابعا- المصادرالكيمياويه
المقصود بالمصادر الكيمياويه هو عملية توليد الطاقه الكهربائيه بواسطة التفاعلات الكيمياويه كما في البطاريات وقد تم تخيص موضوع خاص بالبطاريات وانواعها وطرق تفاعلها والذي سنتطرق له مستقبلا
المقصود بالمصادر الكيمياويه هو عملية توليد الطاقه الكهربائيه بواسطة التفاعلات الكيمياويه كما في البطاريات وقد تم تخيص موضوع خاص بالبطاريات وانواعها وطرق تفاعلها والذي سنتطرق له مستقبلا
المحاضره الثانيه -المرحله الاولى 30-9-2015 الموضوع -النظريه الالكترونيه
بسم الله الرحمن الرحيم
لقدقامت عدة محاولات لشرح كنه الظاهره الكهربائيه وتعتبر النظريه الالكترونيه من انجح النظريات وهذه المحاولات واكثرها قبولا في تفسير طبيعة الكهرباء ولفهم هذه النظريه لابد من معرفة بعض خصائص المادة تعرف المادة انها اي شيء يشغل الفراغ وله وزن والذره هي اصغرمكونات العنصر او المركب والتي يمكن ان يحتفظ بخواصه الذاتيه للجزيء فمثلا الماء يتكون من عنصري الهيدروجين والاوكسجين ولكن صفات الماء الفيزيائيه والكيمياويه تختلف تماما عن الصفات الفيزيائيه والكيمياويه لكل من الهيدروجين والاوكسجين ويتكون جزيء الماء من جسيم من الاوكسجين وجسيمين من الهيدروجين وتسمى كلا من هذه الجسيمات بالذره والذره هي اصغر جزء يمكن ان تنقسم اليه الماده كيميائيا وطبقا للنظريه الالكترونيه فان ذرة اي عنصر تتكون اساسا من جسيمات اوليه سالبة الشحنه تدعى بالالكترونات وجسيمات اوليه موجبة الشحنه تدعى بالبروتونات ومن جسيمات اوليه متعادلة الشحنه تدعى النيوترونات وشحنة الالكتون السالبه هي اصغر شحنه سالبه في الوجود وشحنة البروتون الموجبة الشحنه هي اصغر شحنه في الوجود ايضا وكلتاهما متساويتان في مقدار الشحنه ولكنهما متعاكستان في نوعية الشحنه لذلك تكون الذرة متعادلة الشحنه ويمكن تصور بنية الذره وكما موضح في الرسوم التوضيحيه كقلب مركزي صغير يسمى النواة يدور حولها الكترون او اكثر وتحتوي النواة على البروتونات والنيوترنات وعدد الالكترونات التي تدور حول النواة يساوي عدد البروتونات الداخله في تكوينها وبذلك تكون الذره متعادله كهربائيا وتدور الالكترونات حول النواة باستمرار في مدارات محدده ومنفصله ولكل الكترون طاقه معينه تعتمد قيمتها على المدار الذي يدور فيه الالكترون وهذا يعني ان لكل مدار طاقه معينه وتختلف عدد مكونات النواة وعدد الالكترونات التي تدور حول النواة من ذره عنصر الى ذرة عنصر اخر فذرة الهيدروجين وكما موضح بالرسم هي ابسط الذرات في بنيتها حيث تحتوي نواتها على بروتون واحد ويدور حولها الكترون واحد وتليها في البساطه ذرة الهليوم حيث تحتوي نواتها على بروتونين وعلى نيوترونين يدور حولها الكترونين وكما موضح في الرسم اعلاه اما ذرة اليورانيوم فتحتوي نواتها على 92 بروتونا ويدور حولها 92 الكترون ويتحدد عدد مدارات ذرة كل عنصر على عدد الكتروناتها فكل مدار له سعه قصوى في الالكترونات التي يمكن ان تتواجد فيه ولكن يمكن ان يتواجد في اي مدار عدد من الالكترونات اقل من سعته القصوى وتتميز المدارات من الداخل الى الخارج بالرموز والسعه القصوى وكما يلي
1- k=2
2-L= 8
3-M =18
4-N=32
اضافه الى وجود مدارات رئيسيه اخرى ومدارات فرعيه لسنا بصدد الخوض فيها في هذه المرحله اننا في هذه المرحله بصدد الاطلاع على النماذج البسيطه من الذرات فذرة الهيدروجين وذرة الهليوم مثلا لها مدار واحد فقط وان ذرة الهدروجين تمتلك الكترون واحد في مدارها بينما ذرة الهليوم تمتلك الكترونين في مدارها والذي سعته القصوى الكترونين ولذلك يعتبر الهليوم من العناصر الخامله قد يتسائل البعض لماذا لاتنجذب الالكترونات السالبة الشحنه الى النواةالموجبة الشحنه وهنا نقول ان الالكترون يبقى متوازن اثناء دورانه بفعل قوتين القوه الاولى هي قوة الجذب الكهربائيه بين الالكترون والنواة والقوة الثانيه هي قوة الطرد المركزي الناتجه عن دوران الالكترون حول النواة
يعتمد النشاط الكيمياوي لذرة عنصر ما على عدد الالكترونات الموجوده في المدار الخارجي بالنسبه لسعته القصوى فاذا كان ممتلئا بالالكترونات اي كامل سعته القصوى كانت الذره مستقره وليس لها قابليه للتفاعل الكيمياوي مع ذرات العناصر الاخرى ويطلق على هذه الذره ذره خامله مثال ذلك ذرات عناصر الهليوم والنيون اما اذا كان المدار الاخير غير ممتليءفان ذرات العنصر تكون نشيطه كيميائيا فالذره التي يكون مدارها الخارجي غير ممتليء لسعته القصوى ويوجد فيه عدد من الالكترونات ويحتاج الى الكترون او الكترونين كي يمتليء يمكن ان يتلحق بها الكترون او اكثر من ذرة عنصر اخر تملاء مدارها الخاجي حتى تصل الى حالة الاستقرار اماالذره ذات المدار الخارجي الفارغ تقريبا حيث توجد فيه ذره او اكثر يمكن ان تنتقل الكترونات مدارها الخاجي الى ذرات عناصر اخرى كي تصل الى حالة الاستقرار بمداراتها الاخرى المتبقيه والعناصر التي ذراتها من هذا النوع هي عناصر نشيطه كيمياويا اي يمكنها ان تتحد مع بعضها البعض لتعطي المركبات الكيميائيه المختلفه وعندما يلتحق الكترون او اكثربذره ما فان الذره تكتسب شحنه سالبه مساويه لشحنة الالكترونات التي انتقلت اليها وتسمى في هذه الحاله ايونا سالبا اما اذا ترك الكترون او اكثر ذره ما فان عدد البروتونات يصبح اكبر من عدد الالكترونات وبذلك تصبح الذره موجبة الشحنه وشحنتها تساوي في المقدار شحنة الالترونات التي تركت المدار الخارجي وتسمى الذره في هذه الحاله ايونا موجبا ويتضح مما سبق ان اية شحنه كهربائيه سالبه هي احد مضاعفات شحنة الالكتون وايه شحنه موجبه هي احد مضاعفات سحنة البروتون وعملية شحن الجسم بشحنه كهربائيه هي في الواقع اضافة الكترونات لهذا الجسم او نزع الكترونات منه فعند دلك قضيب من الزجاج بقطعه من الحرير تنفصل بعض الالكترونات من الزجاج وتلتحق بالحرير فيصبح الحرير سالب الشحنه وبينما يصبح الزجاج موجب الشحنه وهذا ما يدعى بالكهرباء الساكنه والرسوم اعلاه توضح ذلك اضافه الى انه يوجد فديو ممتع وعلى صفحة اليوتيوب الخاصه بموقعنا يوضح النظريه الالكترونيه وفديو اخر يوضح كيف تتولد الكهربائيه الساكنه
1- k=2
2-L= 8
3-M =18
4-N=32
اضافه الى وجود مدارات رئيسيه اخرى ومدارات فرعيه لسنا بصدد الخوض فيها في هذه المرحله اننا في هذه المرحله بصدد الاطلاع على النماذج البسيطه من الذرات فذرة الهيدروجين وذرة الهليوم مثلا لها مدار واحد فقط وان ذرة الهدروجين تمتلك الكترون واحد في مدارها بينما ذرة الهليوم تمتلك الكترونين في مدارها والذي سعته القصوى الكترونين ولذلك يعتبر الهليوم من العناصر الخامله قد يتسائل البعض لماذا لاتنجذب الالكترونات السالبة الشحنه الى النواةالموجبة الشحنه وهنا نقول ان الالكترون يبقى متوازن اثناء دورانه بفعل قوتين القوه الاولى هي قوة الجذب الكهربائيه بين الالكترون والنواة والقوة الثانيه هي قوة الطرد المركزي الناتجه عن دوران الالكترون حول النواة
يعتمد النشاط الكيمياوي لذرة عنصر ما على عدد الالكترونات الموجوده في المدار الخارجي بالنسبه لسعته القصوى فاذا كان ممتلئا بالالكترونات اي كامل سعته القصوى كانت الذره مستقره وليس لها قابليه للتفاعل الكيمياوي مع ذرات العناصر الاخرى ويطلق على هذه الذره ذره خامله مثال ذلك ذرات عناصر الهليوم والنيون اما اذا كان المدار الاخير غير ممتليءفان ذرات العنصر تكون نشيطه كيميائيا فالذره التي يكون مدارها الخارجي غير ممتليء لسعته القصوى ويوجد فيه عدد من الالكترونات ويحتاج الى الكترون او الكترونين كي يمتليء يمكن ان يتلحق بها الكترون او اكثر من ذرة عنصر اخر تملاء مدارها الخاجي حتى تصل الى حالة الاستقرار اماالذره ذات المدار الخارجي الفارغ تقريبا حيث توجد فيه ذره او اكثر يمكن ان تنتقل الكترونات مدارها الخاجي الى ذرات عناصر اخرى كي تصل الى حالة الاستقرار بمداراتها الاخرى المتبقيه والعناصر التي ذراتها من هذا النوع هي عناصر نشيطه كيمياويا اي يمكنها ان تتحد مع بعضها البعض لتعطي المركبات الكيميائيه المختلفه وعندما يلتحق الكترون او اكثربذره ما فان الذره تكتسب شحنه سالبه مساويه لشحنة الالكترونات التي انتقلت اليها وتسمى في هذه الحاله ايونا سالبا اما اذا ترك الكترون او اكثر ذره ما فان عدد البروتونات يصبح اكبر من عدد الالكترونات وبذلك تصبح الذره موجبة الشحنه وشحنتها تساوي في المقدار شحنة الالترونات التي تركت المدار الخارجي وتسمى الذره في هذه الحاله ايونا موجبا ويتضح مما سبق ان اية شحنه كهربائيه سالبه هي احد مضاعفات شحنة الالكتون وايه شحنه موجبه هي احد مضاعفات سحنة البروتون وعملية شحن الجسم بشحنه كهربائيه هي في الواقع اضافة الكترونات لهذا الجسم او نزع الكترونات منه فعند دلك قضيب من الزجاج بقطعه من الحرير تنفصل بعض الالكترونات من الزجاج وتلتحق بالحرير فيصبح الحرير سالب الشحنه وبينما يصبح الزجاج موجب الشحنه وهذا ما يدعى بالكهرباء الساكنه والرسوم اعلاه توضح ذلك اضافه الى انه يوجد فديو ممتع وعلى صفحة اليوتيوب الخاصه بموقعنا يوضح النظريه الالكترونيه وفديو اخر يوضح كيف تتولد الكهربائيه الساكنه
المحاضره الثالثه-المرحله الاولى 5-10-2015 الموضوع-التيار الكهربائي
|
س-ماهو التيار الكهربائي
هوسيل الكتروني ويكون اتجاه التيار الكهربائي عكس اتجاه حركة الالكترونات وان الموصلات الكهربائيه الجيدة التوصيل للتيار الكهربائي تكون فيها وفره من الالكترونات الحره تتحرك بصوره عشوائيه ولكن عند تسليط الجهد عليها تنتظم هذه الحركة مما يؤدي الى حدوث حركه للتيار الكهربائي بالتالي انتقاله الى الحمل المطلوب تشغيله تعريف التيار الكهربائي هوكمية الشحنات التي تمر خلال نقطه معينه وفي زمن مقداره ثانيه واحده ويقاس بوحدات تسمى الامبير Aورمزها عزيزي الطالب الرسوم التوضحيه ادناه توضح لك حركة الالكترونات الحره في الموصلات الجيدة التوصيل للتيار الكهربائي اضافه الى وجود فديو في صفحة اليوتيوب الخاصه بموقعنا يوضح لك هذا الموضوع س- ماهي انواع الكهربائيه ج-هناك نوعين من الكهربائيه هي اولا-الكهربائيه الاستاتيكيه ثانيا -الكهربائيه الديناميكيه اي الساريه وتقسم هذه الى قسمين اولا- التيار المستمر ثانيا - التيار المتناوب ويقسم الى قسمين رئيسين ا- تيار متناوب طور واحد او ما يدعى بالسنكل فيز ب-تيار متناوب طورين او ما يدعى بالتو فيز وهذا النوع يستخدم في حالات خاصه جدا ج- تيار متناوب ثلاثة اطوار او ما يدعى بالثري فيز س- ماهو التيار المستمر هو التيار الذي لاتتغير فيه الاقطاب السالبه والموجبه بالنسبه للمولد بل يبقيان ثابتين ولذلك تسري اللاكترونات دائما بنفس الاتجاه تعريف التيار المستمر هو التيار المنساب في الدوائر الكهربائيه المغلقه ويكون ثابت المقدار والاتجاه بمرور الزمن تعريف التيار المتناوب هو التيار المتغير دوريا والذي ينعكس اتجاه مرات عديده خلال الثانيه الواحده س-ماهو الضغط الكهربائي تكتسب الالكترونات جزءا من الطاقه المستهلكه عند فصل الشحنات عن بعضها فجزء من الطاقه الناتجه من دلك قضيب الزجاج وجزء من طاقة تشغيل المولده وجزء من الطاقه الكيمياويه في البطاريه تعطي اللالكترونات طاقة دفع او شغل وهذه طاقه الدفع تمكن اللالكترونات من المرور عبر الدائره الكهربائيه من القطب السالب الى القطب الموجب تعريف الجهد الكهربائي الجهد الفعال المسلط على الدائره الكهربائيه والذي يؤدي الى حركة الالكترونات في تلك الدائره ويقاس بوحدات تسمى Vالفولت ورمزها س-ماهو مفهوم فرق الجهد ان فرق الجهد يعني هناك فرق بالجهد بين الفيز والذي يمثل قيمه معينه وبين جهد الارض الذي قيمته صفر فاذا ما قلنا ان فرق الجهد هو 240فولت فهذا يعني ان جهد الفيز 240 وجهد الارض هو صفر وبذلك يكون فرق الجهد هو 240 فولت الذي هو وحدة قياس فرق الجهد س-ماهو مفهوم المقاومه عندما يمر التيار الكهربائي خلال مسار معين تفقد الالكترونات الطاقه الدافعه اي الجهد والتي يتحول معظمها الى حراره وعليه فان مسار التيار سواء اكان المسار معدنيا او سائلا موصلا للتيار الكيهربائي يحدث مقاومه في طريق الالكترونات ان هذه الممانعه او المقاومه التي يبديها الموصل في طريق التيار تدعى بالمقاومه الكهربائيه وتقاس بوحدات تسمى الاوم تعريف المقاومه هي المقاومه او الممانعه التي يبديها الموصل للتيار الكهربائي المار من خلاله ويقاس بوحدات تسمى الاوم ورمزه س- ماهي انواع المقاومات
ج-تقسم المقاومات الكهربائيه الى قسمين رئيسين هما اولا- المقاومات السلكيه ثانيا -المقاومات الكاربونيه وتقسم المقاومات السلكيه والكاربونيه الى قسمين ايضا اولا-المقاومات الثابتة المقدار ثانيا- المقاومات المتغيرت المقدار س-كيف نقرأ قيمة المقاومه ج- هناك ثلاثة طرق لقراءة قيمة المقاومه وهي اولا-تكون القيمه مكتوبه على المقاومه فنقرئها بصوره مباشره وكما يلي
|
ج-
اللون الاول بني ورقمه 1
اللون الثاني اسود ورقمه صفر
اللون الثالث برتقالي ورقمه 3
اللون الرابع ذهبي ونسبته5بالمئه فيكون قيمة المقاومه هي
10000 اوم
500 = 5/100xامانسبة السماحيه فهي 10000
اي احتمال زيادة قيمة المقاومه الى10500 او نقصان قيمة المقاومه الى9500 اوم
تعريف المقاومه النوعيه
هي مقاومه سلك طوله واحد متر ومساحة مقطعه واحد مليمترمربع عند درجة حراره مقدارها عشرين درجه مئويه
س-ما هو مفهوم المقاومه النوعيه
ج-
ان السلك الموصل الذي يكون قطره صغير وذا طول طويل له مقاومه اكبر من مقاومة السلك ذي القطر الكبير والطول القصير ومن هذا يتضح لنا ان مقاومة الموصل تتناسب عكسيا مع مساحة المقطع وطرديا مع طول السلك ولكن هناك عامل اخر يدخل ضمن مقاومة السلك وهو ثابت التناسب وان هذا الثابت يسمى المقاومه النوعيه للسلك الموصل ولكل مادة من مواد الاسلاك الموصله ثابت تناسب خاص به او مقاومه نوعيه خاصه به حيث ان النحاس له مقاومه نوعيه تختلف عن الالمنيوم وهذا الرمزpوهكذا لكل مادة مقاومه نوعيه تختلف عن الاخرى ويرمز لهذه المقاومه النوعيه برمز
يدعى بالرمز رو وهو احد الحروف اليونانيه
والجدول الموجود ادناه يوضح لك المقاومه النوعيه لبعض المواد وعليه يمكن حساب المقاومه وفق القانون التالي
R=P.L/A
R=مقاومة السلك مقاسه بالاوم
p=المقاومه النوعيه ثابت بدون وحدة قياس
L=طول السلك مقاسا بالمتر
A=مساحة مقطع السلك مقاسا بالمليمتر المربع
اللون الاول بني ورقمه 1
اللون الثاني اسود ورقمه صفر
اللون الثالث برتقالي ورقمه 3
اللون الرابع ذهبي ونسبته5بالمئه فيكون قيمة المقاومه هي
10000 اوم
500 = 5/100xامانسبة السماحيه فهي 10000
اي احتمال زيادة قيمة المقاومه الى10500 او نقصان قيمة المقاومه الى9500 اوم
تعريف المقاومه النوعيه
هي مقاومه سلك طوله واحد متر ومساحة مقطعه واحد مليمترمربع عند درجة حراره مقدارها عشرين درجه مئويه
س-ما هو مفهوم المقاومه النوعيه
ج-
ان السلك الموصل الذي يكون قطره صغير وذا طول طويل له مقاومه اكبر من مقاومة السلك ذي القطر الكبير والطول القصير ومن هذا يتضح لنا ان مقاومة الموصل تتناسب عكسيا مع مساحة المقطع وطرديا مع طول السلك ولكن هناك عامل اخر يدخل ضمن مقاومة السلك وهو ثابت التناسب وان هذا الثابت يسمى المقاومه النوعيه للسلك الموصل ولكل مادة من مواد الاسلاك الموصله ثابت تناسب خاص به او مقاومه نوعيه خاصه به حيث ان النحاس له مقاومه نوعيه تختلف عن الالمنيوم وهذا الرمزpوهكذا لكل مادة مقاومه نوعيه تختلف عن الاخرى ويرمز لهذه المقاومه النوعيه برمز
يدعى بالرمز رو وهو احد الحروف اليونانيه
والجدول الموجود ادناه يوضح لك المقاومه النوعيه لبعض المواد وعليه يمكن حساب المقاومه وفق القانون التالي
R=P.L/A
R=مقاومة السلك مقاسه بالاوم
p=المقاومه النوعيه ثابت بدون وحدة قياس
L=طول السلك مقاسا بالمتر
A=مساحة مقطع السلك مقاسا بالمليمتر المربع
س-ماهو مفهوم الموصليه الكهربائيه او ماتسمى قابلية التوصيل النوعي والتي يرمز لها بالرمز سكما
ج-
ان الموصليه الكهربائيه تعني خاصيه من خصائص اي ماده وتمثل قدرة الماده على نقل شحناتها المتحركه من مكان الى اخروتعكس مقدار مسامحة ماده ما لمرور التيار فيها وهي مقلوب المقاومه النوعيه ويرمز لها في بعض المصادر بالرمز كاما
ان الموصليه الكهربائيه تعني خاصيه من خصائص اي ماده وتمثل قدرة الماده على نقل شحناتها المتحركه من مكان الى اخروتعكس مقدار مسامحة ماده ما لمرور التيار فيها وهي مقلوب المقاومه النوعيه ويرمز لها في بعض المصادر بالرمز كاما
Click to set custom HTML
الماضره الرابعه -المرحله الاولى 26-10-2015 الموضوع -المواد الموصل والعازله واشباه الموصلات
س-ماالمقصود بالمواد الموصله
ج-
هي التي تسمح بانتقال التيار الكهربائي خلالها لذا تتحرك الشحنات الكهربائيه في الموصلات بسهوله وتمتاز بان ذراتها تمتلك
الكترونات في مداراتها الخارجيه ضعيفة الارتباط بالنواة تستطيع فك ارتباطها بالنواة بسهوله لذلك تكون في هذه المواد وفره من الالكترونات الحره والتي بالنتيجه تؤدي الى سهولة حركة التيار الكهربائي خلالها عندما نسلط اي فرق جهد حول طرفيها وان هذه المواد تمتاز بتداخل حزمة التكافوء مع حزمة التوصيل والتي سنأتي على شرحها لاحقاوان هذه المواد تستعمل في الدوائر الكهربائيه في الاجزاء الحامله للتيار والتي يجب ان تكون مقاومتها منخفضه للتيار الكهربائي وتوجد بعض المواد ذات مقاومه نوعيه عاليه ومواد موصله ذات مقاومه نوعيه منخفضه
س- مالمقصود بالمواد العازله
هي المواد التي لاتسمح بانتقال التيار الكهربائي خلالها في الظروف الاعتياديه وتمتاز بان ذراتها تمتلك الكترونات في مداراتها الخارجيه قوية الارتباط بالنواة ولاتستطيع فك ارتباطها بالنواة في الظروف الاعتياديه لذلك لاتوجد فيها وفره من الالكترونات الحره ان لم نقل معدمه والتي بالنتيجه تؤدي الى عدم السماح بمرور التيار الكهربائي خلالها في الظروف الاعتياديه وتمتاز هذه المواد بوجود ثغرة طاقه واسعه نسبيا بين حزمة التكافوء وحزمة التوصيل وتستعمل هذه المواد في عزل الاجزاء الحامله للتيار في الدوئر الكهربائيه
س-مالمقصود بالمواد شبه الموصله
هي تلك المواد التي تتحرك فيها الشحنات او الالكترونات الحره بحريه اقل من المواد الموصله لهذا المقاومه النوعيه للمواد شبه الموصله تقع بين المقاومه النوعيه للمواد الموصله والمقاومه النوعيه للمواد العازله وهي تعتبر وسطا بين الموصلات والعوزال من حيث التوصيل الكهربائي في الظروف الاعتياديه وتمتاز هذه المواد بوجود حزمة طاقه ضيقه نسبيا اذا ما قورنت بالمواد العازله والرسوم اعلاه توضح لك ذلك
س- ما المقصود بثغرة الطاقه المحضوره
هي منطقه محظوره او محرمه لاتحتوي مستويات طاقه مسموح بها ولاتسمح للالكترونات ان تشغلها تقع بين حزمة التكافوء وحزمة التوصيل وتكون كبيره نسبيا في المواد العازله مما تجعل العازل عديم التوصيل للتيار الكهربائي في الظروف الاعتياديه بينما تكون حزمة الطاقه في اشباه الموصلات ضيقه نسبيا مما يسمح بانتقال الالكترونات من حزمة التكافوء الى حزمة التوصيل اذا ما اكتسب طاقه مساويه او الكبر من ثغرة الطاقه المحظوره هذه الطاقه المكتسبه اما تكون بشكل حراره او
ضوء او بتاثيرمجال كهربائي وتستعمل هذه المواد مقومات التيار والخلايا الضوئيه وغيرها
ج-
هي التي تسمح بانتقال التيار الكهربائي خلالها لذا تتحرك الشحنات الكهربائيه في الموصلات بسهوله وتمتاز بان ذراتها تمتلك
الكترونات في مداراتها الخارجيه ضعيفة الارتباط بالنواة تستطيع فك ارتباطها بالنواة بسهوله لذلك تكون في هذه المواد وفره من الالكترونات الحره والتي بالنتيجه تؤدي الى سهولة حركة التيار الكهربائي خلالها عندما نسلط اي فرق جهد حول طرفيها وان هذه المواد تمتاز بتداخل حزمة التكافوء مع حزمة التوصيل والتي سنأتي على شرحها لاحقاوان هذه المواد تستعمل في الدوائر الكهربائيه في الاجزاء الحامله للتيار والتي يجب ان تكون مقاومتها منخفضه للتيار الكهربائي وتوجد بعض المواد ذات مقاومه نوعيه عاليه ومواد موصله ذات مقاومه نوعيه منخفضه
س- مالمقصود بالمواد العازله
هي المواد التي لاتسمح بانتقال التيار الكهربائي خلالها في الظروف الاعتياديه وتمتاز بان ذراتها تمتلك الكترونات في مداراتها الخارجيه قوية الارتباط بالنواة ولاتستطيع فك ارتباطها بالنواة في الظروف الاعتياديه لذلك لاتوجد فيها وفره من الالكترونات الحره ان لم نقل معدمه والتي بالنتيجه تؤدي الى عدم السماح بمرور التيار الكهربائي خلالها في الظروف الاعتياديه وتمتاز هذه المواد بوجود ثغرة طاقه واسعه نسبيا بين حزمة التكافوء وحزمة التوصيل وتستعمل هذه المواد في عزل الاجزاء الحامله للتيار في الدوئر الكهربائيه
س-مالمقصود بالمواد شبه الموصله
هي تلك المواد التي تتحرك فيها الشحنات او الالكترونات الحره بحريه اقل من المواد الموصله لهذا المقاومه النوعيه للمواد شبه الموصله تقع بين المقاومه النوعيه للمواد الموصله والمقاومه النوعيه للمواد العازله وهي تعتبر وسطا بين الموصلات والعوزال من حيث التوصيل الكهربائي في الظروف الاعتياديه وتمتاز هذه المواد بوجود حزمة طاقه ضيقه نسبيا اذا ما قورنت بالمواد العازله والرسوم اعلاه توضح لك ذلك
س- ما المقصود بثغرة الطاقه المحضوره
هي منطقه محظوره او محرمه لاتحتوي مستويات طاقه مسموح بها ولاتسمح للالكترونات ان تشغلها تقع بين حزمة التكافوء وحزمة التوصيل وتكون كبيره نسبيا في المواد العازله مما تجعل العازل عديم التوصيل للتيار الكهربائي في الظروف الاعتياديه بينما تكون حزمة الطاقه في اشباه الموصلات ضيقه نسبيا مما يسمح بانتقال الالكترونات من حزمة التكافوء الى حزمة التوصيل اذا ما اكتسب طاقه مساويه او الكبر من ثغرة الطاقه المحظوره هذه الطاقه المكتسبه اما تكون بشكل حراره او
ضوء او بتاثيرمجال كهربائي وتستعمل هذه المواد مقومات التيار والخلايا الضوئيه وغيرها
المحاضره الرابعه- المرحله الاولى 31-10-2015 الموضوع قانون اوم
س-ماهو قانون اوم
ج- هي صيغه رياضيه توصل اليها العالم جورج سيمون اوم وتنص
V=IR
V= فرق جهد الدائره الكهربائيه مقاسا بالفولت
I= تيار الدائره الكهربائيه مقاسا بالامبير
R= مقاومة الدائره الكهربائيه مقاسا بالاوم
ويمكنك عزيري الطالب الاستفاده من المثلث الخاص بالقانون وكما موضح لك في الرسوم اعلاه حيث وضع الفولت في اعلى المثلث والخط الافقي يمثل القسمه ووضع كل من التيار والمقاومه اسفل الخط الافقي ويفصل بينها خط عمودي والذي يمثل علامة الضرب فاذا اردت استخرج الفولتيه فعند النظر الى المثلث تجد ان الفولت يساوي حاصل ضرب التيار في المقاومه
V=IR
واذا اردت استخراج التيار فعند النظر الى المثلث تجد ان التيار يساوي حاصل قسمة الفولت على المقاومه
I=V/R
واذا اردت استخراج المقاومه فعند النظر الى المثلث تجد ان المقاومه حاصل قسمة الفولت على التيار
R= V/I
فارجو منك عزيري الطالب حفظ هذا القانون لانك ستحتاجه كثيرا اثناء دراستك وفي حياتك العمليه
مثال -محرك كهربائي تيار مستمر قيمة مقاومته 26.7 اوم وشدة تياره 0.45 امبير ماهو الجهد المطلوب تسليطه على المحرك اثناء تشغيله
الحل
المعطيات
R=26.7 اوم
I=0.45 امبير
V= ?
V=I.R
V=26.7 X0.45 =12.05 فولت
قيمة الجهد المطلوب تسليطه على المحرك اثناء تشغيله
مثال- مسخن غاطس مقاومته 75 اوم وشدة تياره 2.75 امبير مهو الجهد الذي يمكن تسليطه على المسخن
المعطيات
الحل
R= 75 اوم
I= 2.75 امبير
V=?
V=I.R
V= 2.75 X75= 216.25 فولت
فرق الجهد الذي يمكن تسليطه على المسخن
مثال- مسخن موصل بماخذ رئيسي حهده 110فولت وشدة تياره 18.5 فما قيمة مقاومته
الحل
المعطيات
V=110فولت
I=18.5 امبير
R=?
R=V/I
R=110/18.5 =5.94 اوم
قيمة مقاومة المسخن
مثال- مجموعة مصابيح كهربائيه تعمل على حهد 220 فولت ومجموع مقاوماتها 2.31 اوم ماهي شدة التيار التي تسحبها المصابيح
المعطيات
V=220 فولت
R=2.31 اوم
I=?
I=V/R
I= 220/2.31=9.52 امبير
قيمة التيار الذي تسحبه المصابيح
ج- هي صيغه رياضيه توصل اليها العالم جورج سيمون اوم وتنص
V=IR
V= فرق جهد الدائره الكهربائيه مقاسا بالفولت
I= تيار الدائره الكهربائيه مقاسا بالامبير
R= مقاومة الدائره الكهربائيه مقاسا بالاوم
ويمكنك عزيري الطالب الاستفاده من المثلث الخاص بالقانون وكما موضح لك في الرسوم اعلاه حيث وضع الفولت في اعلى المثلث والخط الافقي يمثل القسمه ووضع كل من التيار والمقاومه اسفل الخط الافقي ويفصل بينها خط عمودي والذي يمثل علامة الضرب فاذا اردت استخرج الفولتيه فعند النظر الى المثلث تجد ان الفولت يساوي حاصل ضرب التيار في المقاومه
V=IR
واذا اردت استخراج التيار فعند النظر الى المثلث تجد ان التيار يساوي حاصل قسمة الفولت على المقاومه
I=V/R
واذا اردت استخراج المقاومه فعند النظر الى المثلث تجد ان المقاومه حاصل قسمة الفولت على التيار
R= V/I
فارجو منك عزيري الطالب حفظ هذا القانون لانك ستحتاجه كثيرا اثناء دراستك وفي حياتك العمليه
مثال -محرك كهربائي تيار مستمر قيمة مقاومته 26.7 اوم وشدة تياره 0.45 امبير ماهو الجهد المطلوب تسليطه على المحرك اثناء تشغيله
الحل
المعطيات
R=26.7 اوم
I=0.45 امبير
V= ?
V=I.R
V=26.7 X0.45 =12.05 فولت
قيمة الجهد المطلوب تسليطه على المحرك اثناء تشغيله
مثال- مسخن غاطس مقاومته 75 اوم وشدة تياره 2.75 امبير مهو الجهد الذي يمكن تسليطه على المسخن
المعطيات
الحل
R= 75 اوم
I= 2.75 امبير
V=?
V=I.R
V= 2.75 X75= 216.25 فولت
فرق الجهد الذي يمكن تسليطه على المسخن
مثال- مسخن موصل بماخذ رئيسي حهده 110فولت وشدة تياره 18.5 فما قيمة مقاومته
الحل
المعطيات
V=110فولت
I=18.5 امبير
R=?
R=V/I
R=110/18.5 =5.94 اوم
قيمة مقاومة المسخن
مثال- مجموعة مصابيح كهربائيه تعمل على حهد 220 فولت ومجموع مقاوماتها 2.31 اوم ماهي شدة التيار التي تسحبها المصابيح
المعطيات
V=220 فولت
R=2.31 اوم
I=?
I=V/R
I= 220/2.31=9.52 امبير
قيمة التيار الذي تسحبه المصابيح
المحاضره الخامسه-المرحله الاولى 2-11-2015 الموضوع -ربط المقاومات
س-ماهي طرق ربط المقاومات
ج-
تربط المقاومات الكهربائيه بثلاث طرق
اولا- الربط التوالي
ثانيا- الربط التوازي
ثالثا- الربط المركب
س- ما المقصود بالربط التوالي
ج-
هو ربط بداية المقاومه بالمصدر الكهربائي ولابط نهاية المقاومه ببدايه المقاومه التي تليها ثم ربط نهاية المقاومه الثانيه ببدايه المقاومه الثالثه ونهاية الثالثه ببداية التي تليها وهكذا بسلسله متواليه ومهما كان عدد المقاومات الى ان نربط نهاية المقاومه الاخيره بالمصدر الكهربائي وكما موضح ادناه
ج-
تربط المقاومات الكهربائيه بثلاث طرق
اولا- الربط التوالي
ثانيا- الربط التوازي
ثالثا- الربط المركب
س- ما المقصود بالربط التوالي
ج-
هو ربط بداية المقاومه بالمصدر الكهربائي ولابط نهاية المقاومه ببدايه المقاومه التي تليها ثم ربط نهاية المقاومه الثانيه ببدايه المقاومه الثالثه ونهاية الثالثه ببداية التي تليها وهكذا بسلسله متواليه ومهما كان عدد المقاومات الى ان نربط نهاية المقاومه الاخيره بالمصدر الكهربائي وكما موضح ادناه
س- ماهي مميزات ربط المقاومات على التوالي
ج- تمتاز دائرة التوالي
اولا- التيار الذي يسري في دائرة التوالي هو نفس التيار الذي يمر بالمقاومه الاولى والثانيه والثالثه ثم الى المقاومه الاخير ويكمل دورته الى المصدر معتمدا على مجوع المقاومات الكليه وفرق جهد المصدر
اي ان
AT=A1=A2=A3=A4
ثانيا-المقاومه الكليه في دائرة التوالي تساوي مجموع المقاومات الموجوده في الدائره
اي ان
RT=R1+R2+R3+R4........الخ
ثالثا-الفولتيه الكليه تساوي مجموع الفولتيات الموجوده حول كل مقاومه
اي ان
VT=V1+V2+V3+V4.......الخ
رابعا- اذا حدث اي قطع في الدائرة يؤدي الى توقف التيار في كل الدائره
خامسا-مجال استخدام ربط التوالي محدود جدا مقارنة بالربط التوازي
ج- تمتاز دائرة التوالي
اولا- التيار الذي يسري في دائرة التوالي هو نفس التيار الذي يمر بالمقاومه الاولى والثانيه والثالثه ثم الى المقاومه الاخير ويكمل دورته الى المصدر معتمدا على مجوع المقاومات الكليه وفرق جهد المصدر
اي ان
AT=A1=A2=A3=A4
ثانيا-المقاومه الكليه في دائرة التوالي تساوي مجموع المقاومات الموجوده في الدائره
اي ان
RT=R1+R2+R3+R4........الخ
ثالثا-الفولتيه الكليه تساوي مجموع الفولتيات الموجوده حول كل مقاومه
اي ان
VT=V1+V2+V3+V4.......الخ
رابعا- اذا حدث اي قطع في الدائرة يؤدي الى توقف التيار في كل الدائره
خامسا-مجال استخدام ربط التوالي محدود جدا مقارنة بالربط التوازي
مثال-دائره كهربائيه مكونه من مقاومتين مربوطه على التوالي
R1=4 اوم
R2=8 اوم
فولتية المصدر=6 فولت
جد التيار المار في الدائره
الحل
المعطيات
R1=4
R2=8
V=6
I=?
RT=R1+R2
RT=4+8=12 اوم
I=V/R
I=6/12=0.5 A
قيمة التيار المار بالدائره
R1=4 اوم
R2=8 اوم
فولتية المصدر=6 فولت
جد التيار المار في الدائره
الحل
المعطيات
R1=4
R2=8
V=6
I=?
RT=R1+R2
RT=4+8=12 اوم
I=V/R
I=6/12=0.5 A
قيمة التيار المار بالدائره
مثال-ثلاث مقاومات مربوطه على التوالي
R1=2 اوم
R2=4 اوم
R3= 6 اوم
فولتية المصدر=80 فولت
جد تيار الدائره الكهربائيه
الحل
المعطيات
R1=2
R2=4
R3=6
V=80
I=?
RT= R1+R2+R3
RT=2+4+6= 10 اوم
I=V/R
I=80/10=8 امبير
قيمة تيار الدائره الكهربائيه
R1=2 اوم
R2=4 اوم
R3= 6 اوم
فولتية المصدر=80 فولت
جد تيار الدائره الكهربائيه
الحل
المعطيات
R1=2
R2=4
R3=6
V=80
I=?
RT= R1+R2+R3
RT=2+4+6= 10 اوم
I=V/R
I=80/10=8 امبير
قيمة تيار الدائره الكهربائيه
مثال -اربعة مقاومات متساوية القيمة ربطت على التوالي على مصدر فولتيه قيمته 100 فولت وكان التيار المار في الدائره الكهربائيه قيمته 5امبير جد المقاومه الكليه للدائره وقيمة كل مقاومه
الحل
المعطيات
V=100
I=5
RT=? R1=?
R2=?
R3=?
R4=?
R=V/I
R= 100/5= 20 اوم قيمة المقاومه الكليه للدائره
وبما ان المقاومات المربوطه على التوالي متساوية القيمه اي
R1=R2=R3=R4
فان قيمة كل مقاومه هو حاصل تقسيم المقاومه الكليه على 4
20/4=5 اوم
قيمة كل مقاومه
الحل
المعطيات
V=100
I=5
RT=? R1=?
R2=?
R3=?
R4=?
R=V/I
R= 100/5= 20 اوم قيمة المقاومه الكليه للدائره
وبما ان المقاومات المربوطه على التوالي متساوية القيمه اي
R1=R2=R3=R4
فان قيمة كل مقاومه هو حاصل تقسيم المقاومه الكليه على 4
20/4=5 اوم
قيمة كل مقاومه
س- مالمقصود بربط المقاومات على التوازي
المقصود بالربط التوازي هو ربط بدايه المقاومه مع بداية المقاومه التي تليها ونهاية المقاومه مع نهاية التي تليها وربط بدايات المقاومات المربط مع بعضها مع بداية المصدر الكهربائي ونهايات المقاومات المربوطه مع بعضها الى نهايه المصدر الكهربائي اي البدايات بالقطب السالب والنهايات بالقطب الموجب وكما موضح في الشكل
المقصود بالربط التوازي هو ربط بدايه المقاومه مع بداية المقاومه التي تليها ونهاية المقاومه مع نهاية التي تليها وربط بدايات المقاومات المربط مع بعضها مع بداية المصدر الكهربائي ونهايات المقاومات المربوطه مع بعضها الى نهايه المصدر الكهربائي اي البدايات بالقطب السالب والنهايات بالقطب الموجب وكما موضح في الشكل
س- ماهي مميزات الربط التوازي
يمتاز الربط التوازي بمايلي
اولا- الفولتيه على بداية ونهاية المقاومات هي نفس فولتية المصدر اي ان
VT=V1=V2=V3=V4.........الخ
ثانيا-التيار الكلي يساوي مجوع التيارات الماره في كل مقاومه اي ان
AT=A1+A2+A3+A4.........الخ
ثالثا-مقلوب المقاومه الكليه في دائرة التوازي تساوي مجموع مقلوب المقاومات المربطه على التوازي اي ان
1/RT=1/R1+1/R2+1/R3+1/R4......... الخ
ربعا- اذا حدث قطع في اي من دوائرالمقاومات المربوطه على التوازي لايؤدي الى توقف كل دائرة التوازي وانما يؤدي الى توقف الجزء الذي حدث فيه القطع فقط
خامسا- يستعمل بشكل واسع وعكس الربط التوالي المحدود الاستعمال
يمتاز الربط التوازي بمايلي
اولا- الفولتيه على بداية ونهاية المقاومات هي نفس فولتية المصدر اي ان
VT=V1=V2=V3=V4.........الخ
ثانيا-التيار الكلي يساوي مجوع التيارات الماره في كل مقاومه اي ان
AT=A1+A2+A3+A4.........الخ
ثالثا-مقلوب المقاومه الكليه في دائرة التوازي تساوي مجموع مقلوب المقاومات المربطه على التوازي اي ان
1/RT=1/R1+1/R2+1/R3+1/R4......... الخ
ربعا- اذا حدث قطع في اي من دوائرالمقاومات المربوطه على التوازي لايؤدي الى توقف كل دائرة التوازي وانما يؤدي الى توقف الجزء الذي حدث فيه القطع فقط
خامسا- يستعمل بشكل واسع وعكس الربط التوالي المحدود الاستعمال
س- قارن بين الربط التوالي والتوازي
الربط التوالي الربط التوازي
VT=V1=V2=V3=V4 VT=V1+V2+V3+V4
AT=A1+A2+A3+A4 AT=A1=A2=A3=A4
1/RT=1/R1+1/R2+1/R3+1/R4 RT=R1+R2+R3+R4
محدود الاستعمال شائع الاستعمال
اذاحدث قطع تتوقف كل الدائره اذاحدث قطع لاتتوقف الدائره
الربط التوالي الربط التوازي
VT=V1=V2=V3=V4 VT=V1+V2+V3+V4
AT=A1+A2+A3+A4 AT=A1=A2=A3=A4
1/RT=1/R1+1/R2+1/R3+1/R4 RT=R1+R2+R3+R4
محدود الاستعمال شائع الاستعمال
اذاحدث قطع تتوقف كل الدائره اذاحدث قطع لاتتوقف الدائره
مثال-ثلاث مقاومات ربطت على التوازي وكان التيار المار في المقاومه الاولى 1 امبير والتيار المار بالمقاومه الثانيه 2امبير والتيار المار بالمقاومه الثالثه 3 امبير والجهد المسلط على الدائره 12 فولت جد قيمة كل مقاومه وقيمة المقاومه الكليه للدائره
الحل
المعطيات
A1=1
A2=2
A3=3
V=12
R1= ?
R2= ?
R3= ?
RT= ?
R1= V/A1
R1= 12/1= 12 اوم
قيمة المقاومه الاولى
R2=V/A2
R2=12/2= 6 اوم
قيمة المقاومه الثانيه
R3=V/A3
R3= 12/3=4 اوم
قيمة المقاومه الثالثه
1/RT=1/R1+1/R2+1/R3
1/RT= 1/12+1/6 +1/4 = 6/12
RT=12/6 =2 اوم
قيمة المقاومه الكليه للدائره
الحل
المعطيات
A1=1
A2=2
A3=3
V=12
R1= ?
R2= ?
R3= ?
RT= ?
R1= V/A1
R1= 12/1= 12 اوم
قيمة المقاومه الاولى
R2=V/A2
R2=12/2= 6 اوم
قيمة المقاومه الثانيه
R3=V/A3
R3= 12/3=4 اوم
قيمة المقاومه الثالثه
1/RT=1/R1+1/R2+1/R3
1/RT= 1/12+1/6 +1/4 = 6/12
RT=12/6 =2 اوم
قيمة المقاومه الكليه للدائره
مثال- دائره كهربائيه مكونه من مقاومتين مربوطه على التوازي
R1=2اوم
R2=4 اوم
فرق الجهد=6فولت
جد قيمة التيار في كل مقاومه والتيار الكلي للدائره والمقاومه الكليه
الحل
المعطيات
R1=2
R2=4
V=6
A1=?
A2=?
AT=?
RT=?
A1=V/R1
A1=6/2 =3 امبير
قيمة التيار المار بالمقاومه الاولى
A2=V/R2
A2= 6/4= 1.5 امبير
قيمة التيار المار بالمقاومه الثانيه
AT= A1+A2
AT=3+1.5 =4.5 امبير
قيمة التيار الكلي المار في الدائره
1/RT=1/R1+1/R2
1/RT=1/2 +1/4 =3/4=
RT= 4/3=1.333 اوم
قيمة المقاومه الكليه للدائره
R1=2اوم
R2=4 اوم
فرق الجهد=6فولت
جد قيمة التيار في كل مقاومه والتيار الكلي للدائره والمقاومه الكليه
الحل
المعطيات
R1=2
R2=4
V=6
A1=?
A2=?
AT=?
RT=?
A1=V/R1
A1=6/2 =3 امبير
قيمة التيار المار بالمقاومه الاولى
A2=V/R2
A2= 6/4= 1.5 امبير
قيمة التيار المار بالمقاومه الثانيه
AT= A1+A2
AT=3+1.5 =4.5 امبير
قيمة التيار الكلي المار في الدائره
1/RT=1/R1+1/R2
1/RT=1/2 +1/4 =3/4=
RT= 4/3=1.333 اوم
قيمة المقاومه الكليه للدائره
س- مالمقصود بالربط المركب للمقاومات
ج- يقصد في ذلك ان الدائره الكهربائيه تحتوي على مقاومات مربوطه على التوازي ومقاومات مربوطه على التوالي وكما موضح بالشكل وعند استخراج المقاومه المكافئه للدائره تجمع المقاومات المربوطه على التوازي وتستخرج المقاومه المكافئه للمقاومات المربوطه على التوازي وتجمع مع المقاومات المربطه على التوالي وحسب نتيجه الربط الذي سوف تتبين لنا بعد جمع المقاومات فاذا كانت النتجه ربط توازي تجمع وفق طريقة التوازي وذا كانت النتيجه توالي تجمع على التوالي وكما سنينها لك في الامثله انشاء الله
ج- يقصد في ذلك ان الدائره الكهربائيه تحتوي على مقاومات مربوطه على التوازي ومقاومات مربوطه على التوالي وكما موضح بالشكل وعند استخراج المقاومه المكافئه للدائره تجمع المقاومات المربوطه على التوازي وتستخرج المقاومه المكافئه للمقاومات المربوطه على التوازي وتجمع مع المقاومات المربطه على التوالي وحسب نتيجه الربط الذي سوف تتبين لنا بعد جمع المقاومات فاذا كانت النتجه ربط توازي تجمع وفق طريقة التوازي وذا كانت النتيجه توالي تجمع على التوالي وكما سنينها لك في الامثله انشاء الله
|
مثال-في الشكل المجاور دائره كهربائيه مكونه من مقاومتين مربوطتين على التوازي
R3.2 (2) اوم R6.5.4 ( 4) اوم ربطت مع مقاومه ثالثه R1 ( 6) اوم جد المقاومه الكليه للدائره والتيار الكلي اذا علمت ان الفولتيه المسلطه على الدائره 12 فولت الحل المعطيات R1=6 R3.2=2 R6.5.4=4 VT= 12 RT=? AT=? اولا نقوم بجمع المقاومتين المربوطين على التوازي 1/RE=1/R3.2+1/R6.5.4 1/RE=1/2+ 1/4 = 3/4 RE= 4/3= 1.333 اوم قيمة المقاومه المكافئه للمقاومتين المربطتين على R2التوازي والتي سنعطيها الرمز اصبح شكل الدائره كما موضح في الشكل وهي دائره توالي الان نقوم بجمع المقاومتين على التوالي |
RT= R1+R2
RT= 6+1.333 =7.333 اوم
قيمة المقاومه الكليه للدائره
AT= VT/ RT
AT= 12/ 7.333= 1.636 امبير
قيمة التيار الكلي للدائره
RT= 6+1.333 =7.333 اوم
قيمة المقاومه الكليه للدائره
AT= VT/ RT
AT= 12/ 7.333= 1.636 امبير
قيمة التيار الكلي للدائره
مثال- في الشكل ادناه دائره كهربائيه مكونه من 6 مقاومات ربطت بطرق مختلفه وكما موضح في الشكل جد المقاومه الكليه والتيار الكلي علما ان الجهد المسلط على الدائره هو 12 فولت
الحل
المعطيات
R1= 80 اوم
R2=49 اوم
R3=51 اوم
R4=37 اوم
R5=45 اوم
R6=75 اوم
VT=12 فولت
RT=?
AT=?
المربوطتان على التوازي R4,R5 نجمع
1/R=1/R4+1/R5
1/R=1/37+1/45=82/1665
R4.5=1665/82=20.304 اوم
قيمة المقاومه المكافئه للمقاومتين الربوطتين على التوازي
المربوطه معهما على التوالي R6الان نجمع هذه القيمه مع
R=R6+R4.5
R4.5.6= 75+ 20.304=95.304 اوم
على التواليR2,R3ثم نجمع المقاومتين
R2.3=R2+R3
R2.3=49+51=100 اوم
R2,R3قيمة المقاومه المكافئه لكل
على التوازيR2,R3مع المقاومه المكافئه لكل منR4,R5,R6 والان نجمع المقاومه المكافئه لكل
1/R.2.3.4.5.6=1/R2.3+1/R.4.5.6
1/R.2.3.3.4.5.6=1/100+1/95.304=195.304/9530.4
R.2.3.4.5.6=9530.4/195.304=48.797 اوم
R2,R3,R4,R5,R6قيمة المقاومه المكافئه لكل من
على التواليR1الان نجمع المقاومه المكافئه للخمس مقاومات مع
RT=R1+R2.3.4.5.6
RT=80+48.797=128.797 اوم
قيمة المقاومه الكليه للدائره
AT=VT/RT
AT=12/128.797=0.0931 امبير
قيمة التيار الكلي للدائره
المعطيات
R1= 80 اوم
R2=49 اوم
R3=51 اوم
R4=37 اوم
R5=45 اوم
R6=75 اوم
VT=12 فولت
RT=?
AT=?
المربوطتان على التوازي R4,R5 نجمع
1/R=1/R4+1/R5
1/R=1/37+1/45=82/1665
R4.5=1665/82=20.304 اوم
قيمة المقاومه المكافئه للمقاومتين الربوطتين على التوازي
المربوطه معهما على التوالي R6الان نجمع هذه القيمه مع
R=R6+R4.5
R4.5.6= 75+ 20.304=95.304 اوم
على التواليR2,R3ثم نجمع المقاومتين
R2.3=R2+R3
R2.3=49+51=100 اوم
R2,R3قيمة المقاومه المكافئه لكل
على التوازيR2,R3مع المقاومه المكافئه لكل منR4,R5,R6 والان نجمع المقاومه المكافئه لكل
1/R.2.3.4.5.6=1/R2.3+1/R.4.5.6
1/R.2.3.3.4.5.6=1/100+1/95.304=195.304/9530.4
R.2.3.4.5.6=9530.4/195.304=48.797 اوم
R2,R3,R4,R5,R6قيمة المقاومه المكافئه لكل من
على التواليR1الان نجمع المقاومه المكافئه للخمس مقاومات مع
RT=R1+R2.3.4.5.6
RT=80+48.797=128.797 اوم
قيمة المقاومه الكليه للدائره
AT=VT/RT
AT=12/128.797=0.0931 امبير
قيمة التيار الكلي للدائره
المحاضره السادسه-المرحله الاولى 9-11-2015 الموضوع هبوط الجهد
ان الغايه الاساسيه من الدائره الكهربائيه اذا كانت الدائره بسيطه او معقده هو ايصال الطاقه الكهربائيه الى الاحمال المختلفه لتشغيلها وان ايصال الطاقه يحتاج الى اسلاك تنقل التيار الكهربائي من مصدر الطاقه الى الحمل والعوده بالتيار الى المصدر وحسب ما علمنا مسبقا ان لكل ماده مقاومه نوعيه وبالتالي وجود مقاومه داخليه للمواد التي تم استعملها كاسلاك ناقله للطاقه الكهربائيه ومن هذه النواقل كمثال هي الاسلاك النحاسيه واسلاك الالمنيوم فان لهذه الاسلاك مقاومه داخليه تعيق حركة التيار الكهربائي وبالتالي تؤدي الى هبوط الفولتيه خلال مرور التيار فيها ولكننا نهمل هذا الهبوط في الفولتيه في الدوائر البسيطه او الدوائر التي مصدر الجهد قريب جدا منها بسبب ان كمية هبوط الفولتيه في مثل هذه الدوائر قليل جدا ولكن عندما يكون مصدر الطاقه بعيد والاسلاك الناقله طويله فان هذا الامر سيؤدي الى زيادة المقاومه الداخليه في الاسلاك الناقله وبالتالي سوف يكون الجهد الهابط في هذه الاسلاك واضح ومؤثر جدا فمثلا عندما نريد نقل الطاقه الكهربائيه من محطات التوليد في محافظه ما الى محافظه اخرى فان هبوط الجهد في الاسلاك الناقله للطاقه سيكون واضح جدا لان المسافه بعيده جدا مما يؤدي الى وصول الفولتيه الى الاحمال المطلوب تشغيلها وقد فقد كميه لايستهان بها من الفولتيه على شكل حراره خلال انتقالها من محافظه الى اخرى وبالتالي سيؤدي الى عدم اشتغال الاحمال ومن اجل تلافي هذا الاشكال يقوم المختصون برفع الفولتيه بواسطة محولات الرفع الى قيمه عاليه جدا وارسالها عبر الاسلاك الناقله وسنتطرق لهذا الموضوع بالتفصيل مستقبلا ولكن الذي يهمنا الان هو التركيز على المقاومه الداخليه للاسلاك ودورها في هبوط الضغط والذي سنوضحه لك عزيزي الطالب من خلال بعض الامثله الرياضيه
مثال- يسري تيار شدته5 امبير في سلك نحاسي طوله 20 متر ومساحة مقطعه 1.5 مليمتر مربع احسب هبوط الجهد في السلك المذكور علما ان المقاومه النوعيه للنحاس تساوي 0.0178
المعطيات
l=20
a= 1.5
p= 0.0178
I=5
V=IR
R=PL/A
V=IPL/A
V=5X0.0178X2O/1.5
V=1.78/1.5
V=1.186 فولت
قمية هبوط الجهد
وبما ان التيار يذهب من خلال السلك الى الحمل ويعود الى المصدر فيجب ضرب هذه القيمه في 2
V=1.186X2=2.372 فولت
قيمة الجهد الهابط في كل الدائره الكهربائيه
مثال-تيار شدته 8امبير يسري في سلك من الالمنيوم طوله 30 متر ومساحة مقطعه 2 مليمتر مربع احسب هبوط الجهد فيه علما ان المقاومه النوعيه للالمنيوم تساوي 0.0287
المعطيات
I=8
L=30
A=2
P=0.0287
V=IR
R=PL/A
V=IPL/A
V=8X0.0287X30/2
V=6.888/2 =3.444 فولت
قيمة هبوط الجهد
وبما ان التيار يذهب من خلال السلك الى الحمل ويعود الى المصدر فيجب ضرب هذه القيمه في 2
V=3.444X2=6.888 فولت
قيمة الجهد الهابط في كل الدائره الكهربائيه
المحاضره السابعه-المرحله الاولى 25-11-2015 الموضوع تأثيرات التيار الكهربائي
ان للتيار الكهربائي عدة تاثيرات على المواد التي ينتقل خلالها وهي كما يلي
اولا- التاثير الحراري للتيار الكهربائي
ثانيا- التثير المغناطيسي للتيار الكهربائي
ثالثا- التاثير الكيمياوي للتيار الكهربائي
اضافه الى التاثير الفسيولوجي للتيار الكهربائي
ا
ان للتيار الكهربائي عدة تاثيرات على المواد التي ينتقل خلالها وهي كما يلي
اولا- التاثير الحراري للتيار الكهربائي
ثانيا- التثير المغناطيسي للتيار الكهربائي
ثالثا- التاثير الكيمياوي للتيار الكهربائي
اضافه الى التاثير الفسيولوجي للتيار الكهربائي
ا
التاثير الحراري للتيار الكهربائي
يولد التيار الكهربائي عند سريانه في الناقل حراره تزداد بازدياد شدة ذلك التيار الكهربائي وقد تؤدي الى احمرار السلك وانصهاره او توهجه ليضيء ان ظاهرة تولد الحراره عند مرور التيار الكهربائي تعزى الى انتقال الشحنات الكهربائيه من نقطه ذات جهد معين الى نقطه ذات جهد اخرويتطلب هذا الموضوع صرف شغل كما توضحه العلاقه التاليه w= q(v1-v2) اذاكان v1,v2 ان كل من الجهدين مسلطين على سلك ناقل فان هذا يؤدي الى انتقال الشحنات الكهربائيه خلال ذلك الناقل اي سريان تيار كهربائي ان ثانيهtامبير وينتقل خلال زمن مقداره iالتيار يساوي qفان كمية الشحنه المنتقله خلال السلك تساوي q=it كولوم وعلى هذا فالشغل المنجز لنقل الشحنه خلال وحدة الزمن يمكن توضيحه وفق العلاقه التاليه w= i. t.(v1-v2) جول v= v1-v2 w= i.v.t v=IR 2 v= I .R.T ان هذه العلاقه استنتجها العالم جول من خلال تجاربه وان وحدة القياس للشفل المنجز في المعادلات السابقه هي الجول الا ان هذه الوحده تستعمل عادة لقياس الشغل الميكانيكي ولما كان 1j=1w.s الجول=واط.ثانيه لذا يمكن الاستعانه بهذه الوحده لقياس الشغل او الطاقه الحراريه المتولده في السلك الناقل نتيجة مرور التيار الكهربائي وعليه فان E=W مقدار الطاقه الحراريه المتولد في السلك الناقل مقاسه بوحدة الواط ثانيه iشدة التيار المار في السلك مقاس بالامبير R مقاومة السلك الناقل مقاس بالامبير tزمن مرور التيار الكهربائي خلال المقاومه مقاسا بالثانيه وقد استغل التاثير الحراري للتيار الكهربائي في خدمة حياتنا اليوميه حيث تم صناعة الافران الكهربائيه واجهزة التدفئه والمكواة وغيرها وذلك من خلال تصنيع سلك معين من سبيكة النيكل كروم حيث تتحول الطاقه الكهربائيه فيه الى طاقه حراريه كما استغل التاثير الحراري في صناعة المصابيح الكهربائيه حيث يتم تسخين فتيلة المصباح من خلال مرور التيار الكهربائي فيها الى ان تتوهج وتعطينا الاناره المطلوبه حيث تتحول الطاقه الكهرباتئيه الى طاقه ضوئيه وهنا لابد من التذكير ان التيارات العاليه في اسلاك التوصيل الكهربائي تتسبب بتسخينها الى حد الانصهار اذن لابد من ملاحظة ذلك في التاسيات الكهربائيه في المنازل والمعامل وحساب تحمل الاسلاك للتيار المطلوب والسيطره على زيادة التيار بالفواصم الكهربائيه حتى نتلافى الحريق الذي قد يسببه التاثير الحراري للكهرباء ان الطاقه الحراريه المتولده في المعادلات السابقه ممكن ان تبين لنا كمية الحراره المتولده مقاسه بوحدات السعرات caloriesالحراريه وبعد ادخال المعامل الحراري لجول واحد عليها والمسمى بمعامل جول حيث ان 1j=0.24 cal 2 Q=0.24.I .R.t cal Q= كمية الحراره المتولده مقاسه بالسعره |
|
مثال-مدفأه كهربائيه تعمل على ضغط 200فولت شغلت لمدة نصف ساعه ومقاومه السلك الحراري فيها 50 اوم احسب الطاقه الحراريه المتولده في المدفأه
الحل
R=50 V=200 t=0.5 - المعطيات
t= 0.5 نحولهاالى ثانيه
0.5x60x60=1800 ثانيه
2
E=i .R .t
i=V/R
i=200/50=4 امبير
E=4X50X1800= 360000 واط ثانيه
نحول القيمه الى الكيلو واط
360000/1000=360 كيلو واط ثانيه
الحل
R=50 V=200 t=0.5 - المعطيات
t= 0.5 نحولهاالى ثانيه
0.5x60x60=1800 ثانيه
2
E=i .R .t
i=V/R
i=200/50=4 امبير
E=4X50X1800= 360000 واط ثانيه
نحول القيمه الى الكيلو واط
360000/1000=360 كيلو واط ثانيه
مثال-مسخنه ماء كهربائيه تعمل على ضغط 220 فولت وتستهلك تيار قدره 2 امبير فاذا اشتغلت لمدة 15 دقيقه كم تكون الطاقه الحراريه المتولده
المعطيات
v=220
i=2
t=15
نحول 15 دقيقه الى ثواني
15 x60=900 ثانيه
2
E=i. R. t
R= V/i
R=220/2 =110 اوم
E= 4X110X 900= 396000 واط ثانيه
نحول القيمه الى الكيلو واط
396000/1000= 396 كيلو واط ثانيه
المعطيات
v=220
i=2
t=15
نحول 15 دقيقه الى ثواني
15 x60=900 ثانيه
2
E=i. R. t
R= V/i
R=220/2 =110 اوم
E= 4X110X 900= 396000 واط ثانيه
نحول القيمه الى الكيلو واط
396000/1000= 396 كيلو واط ثانيه
مثال-ما كمية الحراره المتولده في مكواة كهربائيه تشتغل على ضغط 220 فولت لمدة ساعه عندما تستهلك تيار قدره 5 امبير
المعطيات
V=220
i=5
t=1 ساعه
نحول 1ساعه الى ثواني
1x60x60=3600 ثانيه
2
E=i .R .t
R= V/i
R= 220/5=44 اوم
E=25X44X3600= 3960000 واط ثانيه
نحول القيمه الى الكيلو واط
3960000/1000=3690 كيلو واط ثانيه
Q=0.24.E
Q=0.24X3690=885.6 كليو سعره
المعطيات
V=220
i=5
t=1 ساعه
نحول 1ساعه الى ثواني
1x60x60=3600 ثانيه
2
E=i .R .t
R= V/i
R= 220/5=44 اوم
E=25X44X3600= 3960000 واط ثانيه
نحول القيمه الى الكيلو واط
3960000/1000=3690 كيلو واط ثانيه
Q=0.24.E
Q=0.24X3690=885.6 كليو سعره
مثال-فرن كهربائي يولد حراره بمقدار 12كيلو سعره عندما يشتغل لمدة دقيقه واحده فاذا كان الضغط الذي يعمل عليه الفرن 220 فولت احسب
اولا- التيار الذي يسري في الفرن
ثانيا-مقاومة السلك الحراري للفرن
المعطيات
Q=12
V=220
t=1دقيقه
نحول الدقيقه الى ثواني
1X60=60 ثانيه
2
Q=0.24 .i.R .t
نحول الكيلو سعره الى السعره
Q=12X1000=12000 سعره
2
12000=0.24X i X R Xt
v=i .R= 220
12000=0.24 Xi X220X60
12000=3168i
i= 12000/3168=3.787 امبير
R=220/ 3.787=58.093 اوم
اولا- التيار الذي يسري في الفرن
ثانيا-مقاومة السلك الحراري للفرن
المعطيات
Q=12
V=220
t=1دقيقه
نحول الدقيقه الى ثواني
1X60=60 ثانيه
2
Q=0.24 .i.R .t
نحول الكيلو سعره الى السعره
Q=12X1000=12000 سعره
2
12000=0.24X i X R Xt
v=i .R= 220
12000=0.24 Xi X220X60
12000=3168i
i= 12000/3168=3.787 امبير
R=220/ 3.787=58.093 اوم
القدره الكهربائيه
تعريف القدره الكهربائيه
المعدل الزمني لانجاز شغل
pيرمز للقدره الكهربائيه بالحرف
wوحدة قياس القدره الكهربائيه هي الواط ويرمز لها بالحرف
(w.s)بما ان الشغل
يمكن اشتقاق قانون القدره كما يلي
2
E=i. R .t (w.s)
2
E/t=i .R . t / t (w.s/s)
2
E/T= i. R
E/t= P
2
P=i.R watt
Rوعند التعويض عن
باستخدام قانون اوم
R=V/i
2
P=i. V/i
P=i.v watt
ووحدةقياس الواط لها مضاعفات وهي
الكيلو واط ويساوي 1000 واط
الحصان ويساوي 746واط
مثال-مدفأه كهربائيه قدرتها 2كيلو واط تشتغل على ضغط 220 فولت ماهي مقاومتها وما مقدر التيار الذي يسري فيها
المعطيات
V=220
P=2كيلو واط
نحول الكيلو واط الى الواط
P=2X1000=2000
R=?
i=?
P=i.v
P=iX220
2000=iX220
i=2000/220=9.09 امبير
R=V/i
R=220/9.09=24.202 اوم
مثال-مقاومتان ربطتا على التوازي قيمة الاولى 4 اوم والثانيه 6 اوم وصلتا الى مصد\ر ضغط 12 فولت احسب
اولا-قدرة الدائره
ثانيا-قدرة المقاومه الثاني
المعطيات
V=12
R1=4
R2=6
P=?
PR2=?
1/RT=1/R1+1/R2
1/RT=1/4+1/6
1/RT=3+2/12
1/RT=5/12
RT=12/5=2.4 اوم
i=v/R
i= 12/2.4= 5 امبير
التيار الكلي للدائره
P=i.V
P=5X12=60 واط
القدره الكليه للدائره
i2=v/R2
i=12/6=2 امبير
التيار المار في المقاومه الثانيه
PR2=i2.v
PR2=2X12=24 واط
قدرة المقاومه الثانيه
مثال-كم تكون مقاومة المصباح الذي قدرته 40 واط ويشتغل على ضغط 220 فولت وكم يجب ان تكون مقاومته اذا اريد تشغيله على ضغط 12 فولت
المعطيات
اولا
P=40
V=220
R=?
ثانيا-
P=40
V=12
R=?
الحل الاول
i=P/V
i=40/220 =0.18 امبير
قيمة التيار في الحاله الاولى
R=V/i
R=220/0.18=1222.22 اوم
قيمة المقاومه في الحاله الاولى
الحل الثاني
i=P/V
i=40/12=3.33 امبير
قيمة التيار في الحاله الثانيه
R=12/3.33=3.6 اوم
قيمة المقاومه في الحاله الثانيه
مثال- محرك كهربائي قدرته 2حصان يسري فيه تيار مقدره 7امبير ماهو الضغط الواجب توفيره ليشتغل المحرطك وكم مقاومة ملفاته
المعطيات
i=7
P=7حصان
نحول الحصان الى الواط
P=2X746=1492 واط
P=i.V
1492= 7XV
V=1492/7=213.14 فولت
الفولتيه الواجب تسليطها على المحرك
R=V/i
R=213.14/7= 30.44 اوم
قيمة مقاومة ملفات المحرك
تعريف الطاقه الكهربائيه
KWhهي القدره المصروفه خلال وحدة الزمن وتقاس بوحده
ان الطاقه المجهزه الى الدور والمنشات والمستغله لتشغيل الاجهزه الكهربائيه وللاناره تحسب بالوحدات الكهربائيه
تعريف الوحدات الكهربائيه
هي مقدار القدره الكهربائيه المصروفه مقاسه بالكيلو واط خلال فتره زمنيه مقدارها ساعه واحده ويرمز لها
KWh
وتقاس الوحدات في المنازل والمنشات بمقاييس خاصه تعى بمقاييس الطاقه او تدعى مقياس الكيلو واط ساعهحيث تثبيت في مداخل البنايات وسوف نقوم نتقديم فديو في صفحة اليوتيوب الخاصه بموقعنا وضمن محاضراتنا افكار عمليه تخدم حياتنا اليوميه تتعلم فيها عزيزي الطالب كفية قراءة مقياس الكيلو واط ساعه ومعرفت المبالغ التي تترتب على تلك القراءه كما ويمكننا معرفة الطاقة المصرفه في منازلنا من خلال معرفة قدرة الاجهزه التي تم تشغيلها والفتره الزمنيه التي اشتغلتها تلك الاجهره وبعد ضرب سعر الوحده في الرقم الذي ينتج لينا من خلال العمليه الرياضيه التي قمنا بها نعرف المبلغ المترتب على المنزل وكما في المثال التالي
مثال- دار يحتوي على الاجهر التاليه احسب الطاقه المصروفه في ذلك الدار والمبلغ المترتب عليه خلال شهر واحد اذا علمت ان تلك الاجهزه تشتغل بمعدل ساعتين في اليوم الواحد وسعر الوحده 10دينار
اولا-نحسب القدره
5x60+1/4x746+2x1000+750+363.5=3600 واط
ثانيا-نحول القيمه اعلاه الى الكيلو واط
3600/1000=3.6 كيلو واط
ثالثا -نضرب الكيلو واط في زمن الاشتغال في اليوم الواحد حتي نعرف الطاقه المصروفه خلال اليوم
3.6x2= 7.2 كيلو واط ساعه
رابعا-نضرب الكيلو واط ساعه المصروفه في اليوم الواحد في 30 يوم حتى نعرف الطاقه المصروفه خلال الشهر
7.2x30=216 كيلو واط ساعه
خامسا- نضرب الطاقه المصروفه خلال الشهر في سعر الوحده حتى نعرف المبلف المترتب على ذلك الدار
216x10= 2160 دينار المبلغ المترتب على ذلك الدار
تعريف القدره الكهربائيه
المعدل الزمني لانجاز شغل
pيرمز للقدره الكهربائيه بالحرف
wوحدة قياس القدره الكهربائيه هي الواط ويرمز لها بالحرف
(w.s)بما ان الشغل
يمكن اشتقاق قانون القدره كما يلي
2
E=i. R .t (w.s)
2
E/t=i .R . t / t (w.s/s)
2
E/T= i. R
E/t= P
2
P=i.R watt
Rوعند التعويض عن
باستخدام قانون اوم
R=V/i
2
P=i. V/i
P=i.v watt
ووحدةقياس الواط لها مضاعفات وهي
الكيلو واط ويساوي 1000 واط
الحصان ويساوي 746واط
مثال-مدفأه كهربائيه قدرتها 2كيلو واط تشتغل على ضغط 220 فولت ماهي مقاومتها وما مقدر التيار الذي يسري فيها
المعطيات
V=220
P=2كيلو واط
نحول الكيلو واط الى الواط
P=2X1000=2000
R=?
i=?
P=i.v
P=iX220
2000=iX220
i=2000/220=9.09 امبير
R=V/i
R=220/9.09=24.202 اوم
مثال-مقاومتان ربطتا على التوازي قيمة الاولى 4 اوم والثانيه 6 اوم وصلتا الى مصد\ر ضغط 12 فولت احسب
اولا-قدرة الدائره
ثانيا-قدرة المقاومه الثاني
المعطيات
V=12
R1=4
R2=6
P=?
PR2=?
1/RT=1/R1+1/R2
1/RT=1/4+1/6
1/RT=3+2/12
1/RT=5/12
RT=12/5=2.4 اوم
i=v/R
i= 12/2.4= 5 امبير
التيار الكلي للدائره
P=i.V
P=5X12=60 واط
القدره الكليه للدائره
i2=v/R2
i=12/6=2 امبير
التيار المار في المقاومه الثانيه
PR2=i2.v
PR2=2X12=24 واط
قدرة المقاومه الثانيه
مثال-كم تكون مقاومة المصباح الذي قدرته 40 واط ويشتغل على ضغط 220 فولت وكم يجب ان تكون مقاومته اذا اريد تشغيله على ضغط 12 فولت
المعطيات
اولا
P=40
V=220
R=?
ثانيا-
P=40
V=12
R=?
الحل الاول
i=P/V
i=40/220 =0.18 امبير
قيمة التيار في الحاله الاولى
R=V/i
R=220/0.18=1222.22 اوم
قيمة المقاومه في الحاله الاولى
الحل الثاني
i=P/V
i=40/12=3.33 امبير
قيمة التيار في الحاله الثانيه
R=12/3.33=3.6 اوم
قيمة المقاومه في الحاله الثانيه
مثال- محرك كهربائي قدرته 2حصان يسري فيه تيار مقدره 7امبير ماهو الضغط الواجب توفيره ليشتغل المحرطك وكم مقاومة ملفاته
المعطيات
i=7
P=7حصان
نحول الحصان الى الواط
P=2X746=1492 واط
P=i.V
1492= 7XV
V=1492/7=213.14 فولت
الفولتيه الواجب تسليطها على المحرك
R=V/i
R=213.14/7= 30.44 اوم
قيمة مقاومة ملفات المحرك
تعريف الطاقه الكهربائيه
KWhهي القدره المصروفه خلال وحدة الزمن وتقاس بوحده
ان الطاقه المجهزه الى الدور والمنشات والمستغله لتشغيل الاجهزه الكهربائيه وللاناره تحسب بالوحدات الكهربائيه
تعريف الوحدات الكهربائيه
هي مقدار القدره الكهربائيه المصروفه مقاسه بالكيلو واط خلال فتره زمنيه مقدارها ساعه واحده ويرمز لها
KWh
وتقاس الوحدات في المنازل والمنشات بمقاييس خاصه تعى بمقاييس الطاقه او تدعى مقياس الكيلو واط ساعهحيث تثبيت في مداخل البنايات وسوف نقوم نتقديم فديو في صفحة اليوتيوب الخاصه بموقعنا وضمن محاضراتنا افكار عمليه تخدم حياتنا اليوميه تتعلم فيها عزيزي الطالب كفية قراءة مقياس الكيلو واط ساعه ومعرفت المبالغ التي تترتب على تلك القراءه كما ويمكننا معرفة الطاقة المصرفه في منازلنا من خلال معرفة قدرة الاجهزه التي تم تشغيلها والفتره الزمنيه التي اشتغلتها تلك الاجهره وبعد ضرب سعر الوحده في الرقم الذي ينتج لينا من خلال العمليه الرياضيه التي قمنا بها نعرف المبلغ المترتب على المنزل وكما في المثال التالي
مثال- دار يحتوي على الاجهر التاليه احسب الطاقه المصروفه في ذلك الدار والمبلغ المترتب عليه خلال شهر واحد اذا علمت ان تلك الاجهزه تشتغل بمعدل ساعتين في اليوم الواحد وسعر الوحده 10دينار
اولا-نحسب القدره
5x60+1/4x746+2x1000+750+363.5=3600 واط
ثانيا-نحول القيمه اعلاه الى الكيلو واط
3600/1000=3.6 كيلو واط
ثالثا -نضرب الكيلو واط في زمن الاشتغال في اليوم الواحد حتي نعرف الطاقه المصروفه خلال اليوم
3.6x2= 7.2 كيلو واط ساعه
رابعا-نضرب الكيلو واط ساعه المصروفه في اليوم الواحد في 30 يوم حتى نعرف الطاقه المصروفه خلال الشهر
7.2x30=216 كيلو واط ساعه
خامسا- نضرب الطاقه المصروفه خلال الشهر في سعر الوحده حتى نعرف المبلف المترتب على ذلك الدار
216x10= 2160 دينار المبلغ المترتب على ذلك الدار
تاثير الحراره على المقاومه
كما ان المواد تتاثر بصوره عامه بالحراره فتزداد طولا وحجما عند حدوث زياده في درجات الحراره كذلك تتاثر المقاومه الكهربائيه للمواد حيث تتغير قيمتها بارتفاع درجة الحراره ان التغير الذي يحصل في قيمة المقاومه عند زيادة درجة الحراره له تاثير كبير على عمل كثير من الاجهزه الكهربائيه فالمحركات والمولدات الكهربائيه تزداد مقاومة ملفاتها بسبب الحراره المتولده من مرور التيار الكهربائي خلالها وهذه الزياده تؤثر بشكل مباشر على كفائتها وعملها كما ان المواد التي تنخفض مقاومتها عند التسخين تعد مهمه جدا في اجهزة التلفزيون مثلا لمنع مرور التيار العالي عند بدء التشغيل
ان المعادن النقيه بشكل عام تزداد مقاومتها عند ارتفاع درجة الحراره وتعزى هذه الظاهره الى زيادة حركة الالكترونات مما يسبب في زيادة عدد التصادمات بين الالكترونات هذا يؤدي الى عرقلة مرور التيار الكهربائي في حين ان الكاربون والمحاليل والمواد العازله كالمطاط والورق تقل مقاومتها بارتفاع درجة الحراره وهذه الظاهره تعزى الى ان الارتفاع في درجة الحراره يؤدي الى زيادة عدد الالكترونات الطليقه في المدارات الخارجيه للذره التي تكون ضيعفة الارتباط بالذره وبالتالي يؤدي هذا الامر الى سهولة حركة التيار فيها اما بعض السبائك فقد تتغير مقاومتها ولكن بنسب قليله جدا وعلى هذا لابد من معرفة مقدار التغير الذي يحصل في المقاومه للاستفاده منها في التحكم في التيار ويعتمد مقدار التغير هذا على المعامل الحراري للماده
تعريف المعامل الحراري
هو المعدل الزمني لتدفق الطاقه الحراريه عبر ساق طولها وحدة الاطوال ومساحتها وحدة المساحات وفرق درجتي الحراره بين طرفيها درجه سيليزيه (مئويه) واحده
فلو فرضنا ان سلك مقاومته بدرجة الصفر المئوي تساوي اوم واحد ولدى قياس المقاومه بعد ان ارتفعت درجة الحراره 100 درجه مئويه لاحضنا زيادة المقاومه بحيث اصبحت 1.392 اوم وعلى ذلك فمقدار الزياده الحاصله عندما ترتفع درجة الحراره درجه مئويه واحده هي 0.00392 ويسمى هذا التغير الحاصل في قيمة المقاومه بعدما ترتفع درجه مئويه واحده بالمعامل الحراري للمقاومه ويرمز له بالرمز الفا
كما ان المواد تتاثر بصوره عامه بالحراره فتزداد طولا وحجما عند حدوث زياده في درجات الحراره كذلك تتاثر المقاومه الكهربائيه للمواد حيث تتغير قيمتها بارتفاع درجة الحراره ان التغير الذي يحصل في قيمة المقاومه عند زيادة درجة الحراره له تاثير كبير على عمل كثير من الاجهزه الكهربائيه فالمحركات والمولدات الكهربائيه تزداد مقاومة ملفاتها بسبب الحراره المتولده من مرور التيار الكهربائي خلالها وهذه الزياده تؤثر بشكل مباشر على كفائتها وعملها كما ان المواد التي تنخفض مقاومتها عند التسخين تعد مهمه جدا في اجهزة التلفزيون مثلا لمنع مرور التيار العالي عند بدء التشغيل
ان المعادن النقيه بشكل عام تزداد مقاومتها عند ارتفاع درجة الحراره وتعزى هذه الظاهره الى زيادة حركة الالكترونات مما يسبب في زيادة عدد التصادمات بين الالكترونات هذا يؤدي الى عرقلة مرور التيار الكهربائي في حين ان الكاربون والمحاليل والمواد العازله كالمطاط والورق تقل مقاومتها بارتفاع درجة الحراره وهذه الظاهره تعزى الى ان الارتفاع في درجة الحراره يؤدي الى زيادة عدد الالكترونات الطليقه في المدارات الخارجيه للذره التي تكون ضيعفة الارتباط بالذره وبالتالي يؤدي هذا الامر الى سهولة حركة التيار فيها اما بعض السبائك فقد تتغير مقاومتها ولكن بنسب قليله جدا وعلى هذا لابد من معرفة مقدار التغير الذي يحصل في المقاومه للاستفاده منها في التحكم في التيار ويعتمد مقدار التغير هذا على المعامل الحراري للماده
تعريف المعامل الحراري
هو المعدل الزمني لتدفق الطاقه الحراريه عبر ساق طولها وحدة الاطوال ومساحتها وحدة المساحات وفرق درجتي الحراره بين طرفيها درجه سيليزيه (مئويه) واحده
فلو فرضنا ان سلك مقاومته بدرجة الصفر المئوي تساوي اوم واحد ولدى قياس المقاومه بعد ان ارتفعت درجة الحراره 100 درجه مئويه لاحضنا زيادة المقاومه بحيث اصبحت 1.392 اوم وعلى ذلك فمقدار الزياده الحاصله عندما ترتفع درجة الحراره درجه مئويه واحده هي 0.00392 ويسمى هذا التغير الحاصل في قيمة المقاومه بعدما ترتفع درجه مئويه واحده بالمعامل الحراري للمقاومه ويرمز له بالرمز الفا
aاو يرمز له بالحرف
وازدات درجة الحراره درجه مئويه واحده يكون مقدار الزياده R1فاذا كانت مقاومة الماده قبل تغيير درجة حرارتها
Rh
Rh= R1.a اوم
حيث
Rh =قيمة المقاومه بعد ارتفاع درجة الحراره درجه مئويه واحده
R1= قيمة المقاومه قبا ارتفاع درجه الحراره
a= المعامل الحراري للمقاومه
درجه مئويه يكون مقدار التغير الحاصل في المقاومهT2بحيث تصبحT1ولو تغيرت درجة الحراره
Rh=R1.a.(T2-T1) اوم
فتكون مساويه الى قيمة المقاومه قبل التسخين مضافا اليها مقدار الزياده الحاصله بعد التسخينR2اما المقاومه النهائيه بعد التسخين
R2=R1+Rh
R2=R1+R1.a(T2-T1)
R2=R1{ 1+a(T2-T1)
ولكل ماده معامل حراري معين يقاس بدرجة حرارة المختبر البالغه 20 درجه مئويه واليك جدول المعامل الحراري لبعض المواد في درجة حراره 20 درجه مئويه
الماده المعامل الحراري
الفضه 0.0038
النحاس 0.0039
المنيوم 0.0037
الذهب 0.0034
زنك 0.0037
النيكل 0.006
الحديد 0.005
القصدير 0.0045
ان التغير الذي يحصل في قيمة المقاومه بعد تسخينها يعزى الى معاملها الحراري فالمقاومه التي تزداد قيمتها عند ارتفاع درجة حرارتها تكون ذات معامل حراري موجب وتسمى بالمقاومه ذات المعامل الحراري الموجب اما المقاومات التي تنخفض قيمتها بعد ارتفاع درجة حرارتها فتسمى بالمقاومات ذات المعامل الحراري السالب
وازدات درجة الحراره درجه مئويه واحده يكون مقدار الزياده R1فاذا كانت مقاومة الماده قبل تغيير درجة حرارتها
Rh
Rh= R1.a اوم
حيث
Rh =قيمة المقاومه بعد ارتفاع درجة الحراره درجه مئويه واحده
R1= قيمة المقاومه قبا ارتفاع درجه الحراره
a= المعامل الحراري للمقاومه
درجه مئويه يكون مقدار التغير الحاصل في المقاومهT2بحيث تصبحT1ولو تغيرت درجة الحراره
Rh=R1.a.(T2-T1) اوم
فتكون مساويه الى قيمة المقاومه قبل التسخين مضافا اليها مقدار الزياده الحاصله بعد التسخينR2اما المقاومه النهائيه بعد التسخين
R2=R1+Rh
R2=R1+R1.a(T2-T1)
R2=R1{ 1+a(T2-T1)
ولكل ماده معامل حراري معين يقاس بدرجة حرارة المختبر البالغه 20 درجه مئويه واليك جدول المعامل الحراري لبعض المواد في درجة حراره 20 درجه مئويه
الماده المعامل الحراري
الفضه 0.0038
النحاس 0.0039
المنيوم 0.0037
الذهب 0.0034
زنك 0.0037
النيكل 0.006
الحديد 0.005
القصدير 0.0045
ان التغير الذي يحصل في قيمة المقاومه بعد تسخينها يعزى الى معاملها الحراري فالمقاومه التي تزداد قيمتها عند ارتفاع درجة حرارتها تكون ذات معامل حراري موجب وتسمى بالمقاومه ذات المعامل الحراري الموجب اما المقاومات التي تنخفض قيمتها بعد ارتفاع درجة حرارتها فتسمى بالمقاومات ذات المعامل الحراري السالب
مثال
ملف من النحاس مقاومته 70 اوم بدرجة 20 مئويه ارتفعت درجة الحراره بسبب التيار الى 80 درجه مئويه ما مقدار الزياده في مقاومته ؟وكم تصبح بعد التسخين اذا علمت انالمعامل الحراري للنحاس هو 0.0039
الحل
المعطيات
R1=70
T1=20
T2=80
a=0.0039
Rh=?
R2=?:
Rh=R1.a.(t2-t1)
Rh=70x0.0039x(80-20)
Rh=70x0.0039x60
Rh=16.38 اوم
R2=R1+Rh
R2=70+16.38= 86.38 اوم
قيمة المقاومه بعد التسخين
ملف من النحاس مقاومته 70 اوم بدرجة 20 مئويه ارتفعت درجة الحراره بسبب التيار الى 80 درجه مئويه ما مقدار الزياده في مقاومته ؟وكم تصبح بعد التسخين اذا علمت انالمعامل الحراري للنحاس هو 0.0039
الحل
المعطيات
R1=70
T1=20
T2=80
a=0.0039
Rh=?
R2=?:
Rh=R1.a.(t2-t1)
Rh=70x0.0039x(80-20)
Rh=70x0.0039x60
Rh=16.38 اوم
R2=R1+Rh
R2=70+16.38= 86.38 اوم
قيمة المقاومه بعد التسخين
مثال
مقاومه سلكيه قيمتها 40 اوم وصلت الى مصدر ضغط 220 فولت فارتفعت درجة الحراره الى 120 درجه مئويه فاذا كان معاملها الحراري عند 20 درجه مئويه يساوي 0.003 احسب
اولا- مقاومتها بعد ارتفاع درجه الحراره
ثانيا- مقدار التغير بالتيار
الحل
المعطيa=0.003
R1=40
V=220
T1=20
T2=120
Rh=?
R2=?
i1=?
i2=?
Rh=R1.a.(T2-T1)
Rh=40x0.003x(120-20)
Rh=40x0.003x100
Rh=12 اوم
R2=R1+Rh
R2=40+12=52 اوم
قيمة المقاومه بعد ارتفاع درجة الحراره
i1=v/R1
i1= 220/40=5.5 امبير
i2=v/R2
i2=220/52=4.23 امبير
مقدار التغير بالتيار يساوي
5.5-4.23= 1.27 امبير
مقاومه سلكيه قيمتها 40 اوم وصلت الى مصدر ضغط 220 فولت فارتفعت درجة الحراره الى 120 درجه مئويه فاذا كان معاملها الحراري عند 20 درجه مئويه يساوي 0.003 احسب
اولا- مقاومتها بعد ارتفاع درجه الحراره
ثانيا- مقدار التغير بالتيار
الحل
المعطيa=0.003
R1=40
V=220
T1=20
T2=120
Rh=?
R2=?
i1=?
i2=?
Rh=R1.a.(T2-T1)
Rh=40x0.003x(120-20)
Rh=40x0.003x100
Rh=12 اوم
R2=R1+Rh
R2=40+12=52 اوم
قيمة المقاومه بعد ارتفاع درجة الحراره
i1=v/R1
i1= 220/40=5.5 امبير
i2=v/R2
i2=220/52=4.23 امبير
مقدار التغير بالتيار يساوي
5.5-4.23= 1.27 امبير
|
المحاضره الثامنه-المرحله الاولى 4-12-2015 الموضوع التاثير المغناطيسي للتيار الكهربائي
ان كثير من الاجهزه الكهربائيه تعتمد في اشتغالها على الظاهره المغناطيسيه للتيار الكهربائي فالمحركات الكربائيه والمولدات الكهربائيه وغيرها من الاجهزه الاخرى تعتمد في اشتغالها على التاثير المغناطيسي للتيار الكهربائي ولابد لنا من التعرف على الظواهر المناطيسيه التي تصاحب المغانيط سواء اكانت طبيعيه او صناعيه لم يعرف للمغناطيس الطبيعي من خواص سوى انه كان يجذب بعض المواد الى ان تم اكتشاف ان هذا المغتاطيس اذا ما علق بخيط في الهواء يتجه الى الشمال والجنوب من الكره الارضيه وبهذا الاكتشاف دخلت اهمية المغناطيس في صناعة الابره المغناطيسيه التي استخدمها البحاره في رحلاتهم وازدادت الحاجه الى المغناطيس حيث دخل في كثير من الصناعات واصبح المغناطيس الطبيعي غير كافي فاستعيض عنه بالمغناطيس الصناعي |
ان الساق المغناطيسي يتكون من قطبان مغناطيسيان يتجهان نحو الشمال والجنوب للكره الارضيه اذا ما علق بخيط واصبح طليق في الهواء فالقطب الذي يتجه نحو الشمال يسمى بالقطب الشمالي والذي يتجه نحو الجنوب يسمى بالقطب الجنوبي وتسمى المنطقه الوسطيه في الساق بالمنطقه المحايده والنقطه الميته بسبب انه لاتوجد اثار مغناطيسيه في هذه المنطقه
ومن صفا ت المغناطيس ان الاقطاب المختلفه تتجاذب والمتشابه تتنافر وكما موضح لكم في الاشكال اعلاه
ومن صفا ت المغناطيس ان الاقطاب المختلفه تتجاذب والمتشابه تتنافر وكما موضح لكم في الاشكال اعلاه
|
المجال المغاطيسي وخطوطه
لو تم وضع مجموعه من الابر حول ساق مغناطيسيه وكما موضح في الاشكل امامك فماذا ستلاحظ عزيزي الطالب بالتاكيد انك ستلاحظ انحراف الابره المغاطيسيه كلما انتقلت من مكان الى اخر حول الساق المغناطيسيه وهذا الامر يوضح لك خطوط المجال المغناطيسي واتجاهاته حول الساق كما اننا اذا ابتعدنا عن الساق فلا تنحرف الابره نحو الساق المغناطيسي بل تتاثر بالمغناطيسيه الارضيه متجه نحو الشمال والجنوب المغناطيسي للكره الارضيه وهذال يدل على ان القوى المغناطسيه لتلك الساق تصل الى حد معين ويقل تاثيرها ولايظهر عند تجاوز ذلك الحد ويطلق على القوى المغناطيسيه التي يظهر تاثيرها في حدود معينه بالمجال المغناطيسي تعريف المجال المغناطيسي هو ذلك الحيز المحيط بالمغناطيس والذي تظهر فيه تاثير القوى المغناطيسيه |
|
الظاهره المغناطيسيه للتيلر الكهربائي
عزيزي الطالب وكما تلاحظ في الاشكال امامك لو وضعت ابره مغناطيسيه بالقرب من سلك مربوط الى مصدر للتيار الكهربائي يلاحظ بعد غلق المفتاح ان الابره المغناطيسيه تغير موضعها الذي كان يشير الى الشمال والجنوب المغناطيسي للكره الارضيه متاثر بمجال مغناطيسي اخر ناشيء من السلك وعند فتح المفتاح وانقطاع التيار الكهربائي تعود الابره المغناطيسيه الى موضعها السابق مما يدل ان سريان التيار الكهربائي خلال السلك الموصل يولد مجالا مغناطيسيا حول السلك اذ تتاثر به الابره المغناطيسيه وتتخذ الابره المغناطيسيه عند تحريكها حول السلك مواضع مختلفه بحيث يشكل اثرها محيط دائره مركزها السلك الناقل للتيار الكهربائي وكما موضح بالاشكال امامك ولو جعل السلك الناقل للتيار الكهربائي يخترق قطعة زجاج او قطعة من المقوى ونثرت عليها برادة الحديد فان ذرات برادة الحديد تنتظم على شكل دوائر منتظمه حول السلك ممثله خطوط المجال المغناطيسي المتكون حول ذلك السلك كما تلاحظها في الاشكال استخدام قاعدة اليد اليمنى للسلك الناقل للتيارلتحديد اتجاه المجال المغناطيسي
يمكن تحديد المجال المغناطيسي حول السلك وكما موضح في الاشكال امامك بواسطة قاعدة اليد اليمنى والتي تنص على انه لو قبض على السلك الناقل للتيار الكهربائي باليد اليمنى بحيث يكون اتجاه الابهام يمثل اتجاه التيار فان اتجه لفة الاصابع البقيه تمثل اتجاه خطوط الفيض المغناطيسي حول السلك اما اذا اردنا تحديد اتجاه التيار في السلك الناقل وكان معروف لدينا اتجاه المجال المغناطيسي حيث كانت تدور باتجاه عكس عقرب الساعه ففي هذه الحاله نجعل من لفة الاصابع حول السلك باتجاه عكس عقرب الساعه وعنذاك يكون الابهام يشير الى اتجاه التيار وان اتجاه التيار في هذه الحاله يكون خارج من السلك ويؤشر على مقطع السلك الناقل بالرمز(.)الذي هو عباره عن نقطه حيث تشير هذه النقطه الى راس السهم والذي يمثل خروج التيار من السلك اما اذا كانت خطوط المجال تدور باتجاه عقرب الساعه عندذاك نجعل من لفة الاصابع باتجاه عقرب الساعه وفي هذه الحاله فان الابهام سيشير الى دخول التيار في السلك ويؤشر على مقطع السلك الناقل بالرمز(+) الذي هو عباره عن علامة زائد حيث تشير هذه العلامه الى نهاية السهم والذي يمثل دخول التيار الى السلك |
|
استخدام قاعدة اليد اليمنى في تحديد القطبيه لملف يمر به تيار كهربائي
عندما نلف السلك الذي يمر به التيار الكهربائي فان خطوط المجال سوف تنتظم وتكون قطبيه على طرفي الملف احدهما شمالي والاخر جنوبي ولتحديد قطبية الملف نستخدم قاعدة اليد اليمنى وان استخدام اليد اليمنى هنا يختلف عن استخدامها في تحديد المجال في السلك المفرد حيث اننا عندما نستخدم اليد اليمنى في تحديد قطبية الملف فان الابهام يشير الى القطب الشمالي للملف ولفة الاصابع البقيه تشير الى اتجاه التيار الكهربائي وان الاشكل الموجوده ادناه توضح لك عزيزي الطالب هذا الموضوع |
|
القوه الميكانيكيه للتيار
وجد العالم امبير انه اذا مرتيار كهربائي في سلكين متجاورين وباتجاه واحد فان سوف يتولد مجال مغناطيسي حول كل من السكلين وبقطبيتين متعاكسه الامر الذي الى يؤدي الى وجود قوه جذب بين السلكين اما اذا مر التيار الكهربائي في السلكين المتجاورين باتجاهين متعاكسين فانه سيولد مجال مغناطيس بين السلكين ذو قطبيه متشابه الامر الذي يؤدي الى قوة تنافر بين السلكين وان القوه الميكانيكيه التي تؤثر على كل من السلكين تعتبر اساس الصيغه التي يعرف بها الامبير والتي تنص على ان التيار الذي يولد قوه ميكانيكيه مقدارها2×10 نيوتن لكل مترطول عند سريانه خلال سلكين متوازيين لانهايه لهما موضوعين في الفراغ ويبعدان بمسافة متر واحدعن مركزيهما.والاشكال الموجوده امامك عزيزي الطالب توضح لك هذا الموضوع |
|
القوه المؤثره على السلك الحامل للتيارالكهربائي الواقع ضمن المجال مغتاطيسي خارجي
لو وضعنا سلك حديد بين قطبين ما الذي سيحدث عنداذن ان هذا السلك سينجذب بالتاكيد الى احد القطبين ولكن اذا ما وضعنا بدل السلك الحديدي سلك من النحاس فما الذي سيحدث عنداذن والجواب على ذلك ان السلك النحاسي سوف لايتاثر باي قوه لانه من المواد التي لاتتاثر بالمجال المغناطيسي ولكن ماذا يحدث للسلك النحاسي لو وصل الى مصدر للتيار الكهربائي؟وللجواب على ذلك نقول لو وضع سلك النحاس ذي قطر كبير نسبيا بين قطبين لمغناطيس دائم ويعلق من الوسط بعتله افقيه وتربط نهاية العتله بنابض لولبي وتم توصيل السلك بالتيار الكهربائي فانه سينتج من ذلك انحراف العتله عن وضعها الافقي حيث ستوثر قوه ميكانيكيه على السلك لتدفعه الى الاعلى وعند قطع التيار تعود العتله والسلك النحاسي الى الوضع الاصلي وعندما نعكس التيار في السلك النحاس فان العتله ستنحرف ايضا والسلك النحاس تؤثر فيه قوه مكيانيكيه لتدفعه الى الاسفل وعند قطع التيار تعود العتله والسلك النحاسي الى الوضع الاصلي |
|
ومن هذا نستنتج
ان مقدار القوه الميكانيكيه التي يتاثر بها السلك الناقل للتيار تعتمد على مايلي اولا -شدة التيار حيث تزداد القوه المؤئره بزيادة التيار وتقل بقلة التيار ثانيا-كثافة الفيض حيث تزداد القوه المؤثره بزيادة كثافة الفيض وتقل بقلته ثالثا-طول السلك النحاسي حيث تزداد القوه المؤثره بزيادة طول السلك وتقل بقلته من هذا يمكن ان نستنتج انه اذا اردنا الحصول على قوه ميكانيكيه كبيره للاستفاده منها في تحريك الماكنات الكهربائيه يلف السلك بعدد كبير من اللفات لزيادة طوله وان القوه الميكانيكيه تتناسب طرديا مع كل من التيار وكثافة الفيض وطول السلطك النحاسي الناقل للتيار F=BLi نيوتن F= القوه الميكانيكيه مقاسه بوحدات النيوتن B= كثافة الخطوط المغناطيسيه مقاسه بوحدات ويبر /متر مربع L=طول السلك الناقل مقاس بوحدات المتر i=التيار المار في السلك الناقل مقاس س- كيف تنشأ القوه الميكانيكيه التي تحرك السلك الناقل للتيارداخل المجال المغناطيسي ان خطوط الاقطاب المغتاطيسيه للمغناطيس الدائم تنتقل من القطبالشمال الى القطب الجنوبي ونتيجه لمرور التيار الكهربائي في السلك الموجود بين القطبين المغناطيسين الدائمين سوف يتكون حول السلك الناقل للتيار مجال مغناطيس وفق قاعدة اليد اليمني فيؤدي الى تشويه المجال المغناطيس العائد الى القطبين الدائمين حيث تتجاذب الخطوط الغناطيسيه لكل من السلك القطبين في الجهه التي تكون مختلفة القطبيه فيما بينها بينما تتنافر في الجهه التي تكون متشابهه فيها مما يؤدي الى تشويه خطوط المجال التي في وضعها الطبيعي تكون مستقيمه ومتوتره ونتجه لهذه الطبيعه لخطوط المجال المغناطيسي فان هذه الخطوط تحاول شد نفسها واستقامتها والعوده الى طبيعتها الاصليه الامر الذي يؤدي الى تولد قوه مكياكنيكيه تؤدي الى حركة السلك الناقل للتيار وهذا هو الاساس الذي بنيت عليه نظريه المحرك والتي سنتطرق لها في المستقبل انشاء الله والاشكل التي امامك عزيزي الطالب توضح لك هذا الام ااستخدام قاعدة اليد اليسرى تستخدم اليد اليسرى لتحديد اتجاه القوه الميكانيكيه المؤثره على السلك الناقل للتيار ويتطلب هذا الامر معرفة اتجاه التيار الكهربائي في السلك الناقل واتجاه خطوط المجال المغناطيسي الدائم اذ ان الاصابع الثلاثه لليد اليسرى وكما موضح في الشكل امامك تتعامد فيما بينها فالسبابه تشير الى اتجاه خطوط المجال المغناطيسي والوسطى تشير الى اتجاه التيار الكهربائي في السلك الناقل للتيار بينما الابهام يشير الى اتجاه القوه الميكانيكيه التي تؤثر على السلك الناقل للتيار |
|
المحاضره التاسعه-المرحله الاولى 14-12-2015 الموضوع التاثير الكيمياوي للتيار الكهربائي
س-ماهو تاثيرمرور التيار الكهربائي على المواد الصلبه وهل يغير تركيبته الكيمياويه عند مروره فيه ج-ان التيار الكهربائي عند مروره في المواد الصلبه لايؤثر عليها ولايغيير من تركيبتها الجزيئيه ولايؤثر على خواصها الاساسيه كما ان بعض المواد الصلبه لاتسمح بمرور التيار الكهربائي من خلالها وكما موضح بالاشكال التي امامك |
|
س- ماهو تاثير مرور التيار الكهربائي على المواد السائله ج-ان المواد السائله تقسم الى ثلاثة انواع من حيث تاثرها بمرور التيار الكهربائي اولا-سوائل لاتتاثر بالتيار الكهربائي لانها لاتسمح بمرور التيار الكهربائي من خلالها مثل زيت المحولات الكهربائيه والماء المقطر وكما موضح لك عزيزي الطالب في الاشكال التي امامك ثانيا-سوائل تسمح بمرو التيار الكهربائي من خلالها ولكن التيار لايؤثر على تركيبتها الجزيئيه مثل الزئبق والمعادن المنصهره وكما مبين لك في الاشكال التي امامك التي فيها بعض التوصيلات حيث يستخدم الزئبق في التوصيلات الكهربائيه وكما ويستخدم كثرموستات اضافه الى منصرات المعادن التي يستخدم فيها التيار الكهربائي لصهرها اعتمادا على توصيلها للتيار الكهربائي ثالثا-سوائل تتاثر بالتيار الكهربائي عند مروره من خلالها حيث يتحلل تركيبها الجزيئي الى عناصره الاوليه ومن هذه السوائل الحوامض والقواعد والاملاح والتي تدعى بالمحاليل الالكتروليتيه وكما تشاهد عزير الطالب في الاشكل التي امامك عند وضع قضبان من ماده موصله في محلول الكتروليتي حيث يربط احد القضبان الى القطب السالب للبطاريه اي مصدر للتيار المستمرويدعى بالكاثود ويربط القضيب الاخر الى القطب الموجب للبطاريه ويدعى بالانود وعند غلق الدائره الكهربائيه يسري التيار من القطب الموجب للبطاريه الى الانود الذي يصبح حاملا للشحنه الموجبه في حين ان الكاثود نتيجه لربطه بالقطب السالب يصبح حاملا للشحنه السالبه وعند ذاك تتحرك الايونات الموجبه الموجوده في المحلول الالكتروليتي نحو الكاثود على اعتبار ان الشحنات المختلفه تتجاذب لتنتزع منه الالكرونات كي تتعادل بينما الايونات السالبه للمحلول الالكتروليتي تتحرك في نفس الوقت نحو الانود ولنفس الاسباب التي ذكرناها حيث تعطي ما لديها من الالكترونات كي تتعادل ان فقدان الكاثود لبعض الكتروناته واكتساب الانود لعدد مماثل من الالكترونات يعني انتقال التيار خلال المحلول الالكتروليتي ويؤدي سريان التيار داخل المحلول الى تغيير في التركيب الجزيئي للمحلول ويدعى هذا الامر بالتحليل الكهربائي اما نتيجة التحليل فتعتمد على نوع المحلول الالكتروليتي وانواع الاقطاب وكمثال على ذلك يتحلل الماء غير النقي الى مكوناته الاساسيه وهي الهدروجين والاوكسجين وكما موضح في المعادله ادناه 2H2O------ 2H2 +O2 الطلاء الكهربائي يعتبر الطلاء الكهربائي من الامثله الشائعه والمعروفه للتاثير الكيمياوي للتيار الكهربائي س- ما المقصود بالطلاء الكهربائي هو عباره عن عملية طلاء معدن ماده ما بماده اخرى وذلك بوضع محلول يحتوي على ايونات الماده المراد الطلاء بها مثل ايونات النحاس او الفضه او الذهب في حوض مناسب ثم تربط القطعه المعدنيه المراد طليها بالقطب السالب وتعتبرعندذاك الكاثود ثم يربط بالقطب الموجب قطعة من الماده المراد الطلي بها حتى تستمر عملية تزويد المحلول بالايونات اثناء عملية الطلي فمثلا لو اريد طلي قطعه من معدن معين بالنحاس تغمر تلك القطعه في محلول يحتوي على ايونات النحاس مثل محلول CUSO4كبريات النحاس المستمر ذي ضغط منخفض وعند غلق الدائره الكهربائيه تتحرك ايونات النحاس نحو القطعه المعدنيه المراد طليها وتعطي شحنتها ثم تتحول الى ذرات النحاس وتترسب على القطعه المعدنيه المراد طليها وتلتصق بها وان عملية الطلاء الكهربائي تستوجب خبره في عملية ضبط التيار الكهربائي وضبط الايونات في المحلول من خلال اضافة بعض الاملاح المعدنيه اضافه الى الخبره المكتسبه نتجة الممارسه العمليه لانتاج انواع جيده من الطلاء الكهربائي لمختلف المعادن المراد الطلي بها هذا الاشكال التي امامك عزيزي الطالب توضح لك هذا الموضوع الخلايا الكهربائيه والبطاريات تعتبر الخلايا والبطاريات احدى الوسائل لتوليد الطاقه الكهربائيه بواسطة التفاعلات الكيمياويه وتقسم االخلايا الى اولا-الخلايا الابتدائيه ثانيا - الخلايا الثانويه الخلايا الابتدئيه وتقسم الى انواع عديده منها الخلايا الابتدائيه اولا- عمود فولتا او الخليه البسيطه سمي بعمود فولتا نسبة الى مكتشفه العالم الايطالي فولتا س- مم يتكون عمود فولتا او الخليه البسيطه ج- كما تلاحظ عزيزي الطالب في الاشكل التي امامك ان الخليه البسيطه تتكون من اناء زجاجي يوضع فيه قطبين من معدنين مختلفين احدهما من النحاس والاخر من الخارصين تغمران في محلول حامض الكبريتيك المخفف وعند غمر القطبين في المحلول تظهر على لوح النحاس شحنه موجبه ولذلك يسمى لوح النحاس بالقطب الموجب وتظهر على الخارصين شحنه سالبه ويسمى بالقطب السالب فان وصلا من الخارج بسلك انتقل خلاله التيار الكهربائي ويمكن التاكد من سريان التيار بربط مقياس او مصباه على الدائره الخاجيه س- ماهي النظريه التي تفسر عمل هذا العمود ج- ان سريان التيار في الدائره الخارجي للخليه يدل على وجود فرق جهد بين قطبي الخليه وان هذا فرق الجهد ناتج من تفاعل الحامض المخفف مع قطبي البطاريه حيث ان جزيئات الحامض تتحلل الى ايونات موجبه واخرى سالبه اما الايونات الموجبه فهي + 2H وان الايونات السالبه هي = SO ان ايونات الكبريتات تحمل شحنه سالبه مقدارها الكترونين كما ان ايونات الهدروجين تحمل شحنه موجبه مقدارها شحنه موجبه واحده فعند تفاعل الخارصين مع الحامض تتحد ايونات الكبريات السالبه مع الخارصين مانحه الخارصين الكترونات مما يجعل الخارصين ذو شحنه سالبه فيصبح القطب السالب للبطاريه في نفس الوقت يتفاعل قطب النحاس مع ايون الهدروجين الموجب الشحنه فيعطي النحاس ايون الهدروجين الكترونات الامر الذي يجعل من النحاس موجب الشحنه فيصبح في هذه الحاله القطب الموجب للخليه اما ايون الهدروجين فيعادل ويتبخر على شكل غاز الهدروجين الى خارج الخليه فاذا لم يوصل القطبان بالدائره الخارجيه فان شحنة القطب النحاسي الموجبه تجعله يتنافر مع ايون الهدروجين الموجب الشحنه وشحنة القطب الخارصيني السالب الشحنه يجعله يتافر مع ايونات الكبريتات السالبة الشحنه فتتوقف حركة الايونات الامر الذي يؤدي الى توقف التفاعل وفي هذه الحاله يبلغ فرق الجهد الكهربائي بين القطبين اعلى قيمه ممكن ان تصل اليها الخليه اما اذا وصلت الخليه الى دائره خارجيه فان الالكترونات المتراكمه على القطب الخارصيني السالب الشحنه تنتقل عبر الدائره الخارجيه الى القطب النحاسي الموجب الشحنه فيقترب القطبا ن من التعادل وبذلك يتسنى لايونات المحلول من الانتقال الى القطب الموافق لها حيث ينتقل ايون الهدروجين الى قطب النحاس فيتفاعل معه وينتقل ايون الكبريتات الى قطب الخارصين فيتفاعل معه وهكذا يستمر التفاعل ويستمر انتقال التيار الكهربائي عبر الدائره الخارجيه س- ما المقصود بالتفاعل الموضعي ج- عند استعمال الخارصين التجاري في خلية فولتا فان قطب الخارصين يتاكل بمرور الزمن نتيجة تفاعله مع حامض الكبريتيك وهذه الظاهره تسمى بالتفاعل الموضعي س- كيف يمكن معالجة ظاهرة التفاعل الموضعي ج- للتخلص من هذه الظاهره التي تسبب تعطيل الخليه عن العمل يستعمل خرصين نقي او خارصين مملغم بالزئبق س- ما المقصود بالاستقطاب ج- ان ظاهرة الاستقطاب تعني تجمع ايونات الهدروجين حول التحاس وتكون طبقه من غاز الهدروجين تقلل من كمية الكهرباء الناتج من الخليه س- كيف يمكن معالجة الاستقطاب في الخليخ ج- يضاف الى المحلول غاز الاوكسجين بصوره مستمره حتى يتحد مع الهدروجين مكون الماء الذي لاضرر منه على الخليه ثانيا-العمود الجاف او البطاريه الجافه س- مم يتكون العمود الجاف ج- يتكون العمود الجاف من غلاف خارجي من الخارصين مبطن من الداخل بطبقه من ورق اشبه بورق النشاف مشبع بمحلول كلوريد الامونيوم وفي وسط العمود يثبت قضيب من الكاربون محاط بخليط من ثاني اوكسيد المنغيزوبعض الاملاح مع ذرات من الفحم على شكل عجينه ان الغلاف الخارجي المكون من الخارصين هو القطب السالب للخليه اما القطب الموجب فهو قضيب الكاربون الذي في وسط الخليه ويلاحظ ان هذه الخليه ليست جافه تماما بل ان المواد التي في داخلها على شكل عجينه رطبه وعند جفافها ينتهي عمل الخليه وان فرق الجهد الذي ينتجه هذا العمود هو 1.5 فولت ويستعمل هذا العمود كثيرا في الاجهزه الالكترونيه ثالثا-عمود لاكلانشيه س- مم يتكون عمود لاكلانشيه يتكون عمود لاكلانشيه من اناء زجاجي بداخلةوعاء مسامي يوضع فيه مسحوق من الفحم وثاني اوكسيد المنغنيز وقضيب من الكاربون في وسطه حيث يمثل القضيب الكاربوني القطب الموجب لهذه الخليه يثبت خارج الاسطوانه المساميه ولكنه يكون في الوعاء الزجاجي قضيب من الخارصين المطلي بالزئبق حيث يكون القطب السالب في الخليه ويغمر كل من الاسطوانه المساميه مع محتوياتها والقضيب الخارصيني في محلول كلوريد الامونيوم ونيجة تفاعل المواد ينتج فرق جهد بين قطبي البطاريه حوالي 2 فولت وان التيار الذي يزوده هذا العمود هو اكبر من التيار الذي يزوده العمود الجاف س- ماهي مساوىء الخلايا الابتدائيه ج- اولا- الخلايا الابتدائيه تصبح غير صالحه للاستعمال بعد تفريغها اذ ان مركباتها تتحول الى مواد راسبه او عالقه ثانيا -قد تتاكل الواحها ولاتصلح للاستعمال ثانيه ثالثا -مقاومتها الداخليه عاليه رابعا -تيارها ضعيف خامسا -لايمكن اعادة شحنها من جديد |
|
الخلايا الثانويهااولا- خلية الرصاص الحامضيه
س - ماهو تركيب خلية الرصاص الحامضيه تتكون خلية الرصاص الحامضيه من قطبين احدهما موجب والاخر سالب اما القطب الموجب فيتكون من ثاني اوكسيد pbo2الرصاص ويرمز له ولونه بني اما القطب السالب فيصنع من الرصاص ولونه pbرمادي ورمزه الكيمياو ي اما الالواح التي تحمل كل من القطبين السالب الموجب فتصنع من مادة الرصاص وهو عباره عن اطار شبكي على شكل مربعات اومستطيلات صغيره توضع فيها الماده الفعاله لكل من القطبين حيث يوضع تاني اوكسيد الرصاص في الالواح الموجبه والرصاص في الالواح السالبه وفائدة الاطار الشبكي اضافه الى تثبيت الماده الفعاله عليه تعريض هذه المواد الى حامض الكبريتيك المخفف بصوره متساويه ومنتظمه وبعد ثبيت الماده الفعاله تجمع الالواح الموجبه مع بعضها وتربط بالقطب البارز والكبير الذي يكون في اعلى البطاريه والذي يكتب عليه الرمز + وكذلك الحال بالنسبه للقطب السالب والذي مؤشر بالرمز - والذي يوجد في اعلى البطاريه ايضا ان فولتية الخليه الواحده المكونه من لوح سالب ولوح موجب وبينهما عازل هي 2 فولت لذلك تجمع الخلايا على التوالي للحصول على 12 فولت وسيتم توضيح ذلك في موضوع جمع الخلايا على التوالي والتوازي ثم توضع هذه الخلايا في صندوق بلاستك بحيث لاتلامس قعر الصندق لوجود عوارض في اسفل الصندوق تسمح بتجمع الرواسب الناتجه من التفاعل فيها ثم يضاف لها حامض الكبلريتيك المخفف ويغطى الصندوق بغطاء فيه فتحات لخروج غازات التفاعل منه وسمية هذه البطاريه بخلية الرصاص الحامضيه لكون الرصاص والحامض هما العنصران الرئيسيان فيها كما وتقاس سعة الخليه بوحدة الامبير ساعة والمقصود بعذه الوحدة هي كمية التيار الذي يمكن ان نسحبه من البطاريه Ahخلال ساعه واحده ويرمز للسعه بالرمز فاذا كانت سعة بطاريه 12 فولت مثلا 60 امبير ساعه فهذا يعني انك تستطيع سحب تيار قدره 60 امبير خلال ساعه واحده تفاعلات الخليه تقسم التفاعلات الكيمياويه للخليه الثانويه الى قسمين اولا -تفاعلات التفريغ المقصود بتفاعلات التفريغ هو عندما يربط حمل على البطاريه ستحدث تفاعلات داخل البطاريه تؤدي الى مرور تيار كهربائي خلال الحمل وان التفاعلات الكيمياويه التي تحدث داخل البطاريه اثناء التفريغ هي كما يلي اولا-يتحلل حمض الكبريتيك المخفف الى ايونات + Hايونات الهدروجين الموجبه = so4وايونات الكبريتات السالبه + = H2SO4--------- 2H + SO4 ثانيا-تنتقل ايونات الهدروجين الموجبة الشحنه الى القطب السالب والذي يتكون من ثاني اوكسيد الرصاص كي ياخذ منه شحنه كي يتعادل ويتحول الى ذرة هدروجين وعنذاك يتافل الهدروجين وثاني اوكسيد الرصاص وحامض الكبريتيك المخفف مكونا الماء وكبريتات الرصاص H2 +Pbo2 + H2SO4-------- 2H2O +SO4 ثالثا-تنتقل ايونات الكبريتات السالبه الشحنه الى القطب الموجب والذي يتكون من مادة الرصاص ليعطيه شحنته السالبه كي يتعادل ويتحول الى كبريات الرصاص وعنذاك يتفاعل مع الرصاص مكونا كبريتات الرصاص Pb +SO4-------PbSO4 ويتضح مما تقدم ان قطبي الخليه يتحول الى كبريتات الرصاص وتزداد نسبه الماء وتقل كثافة الحامض الامر الذي يؤدي الى هبوط البطاريه ثانيا-تفاعلات الشحن ان تفاعلات الشحن هي عكس تفاعلات التفريغ ولكي نعيد شحن البطاريه نوصل البطاريه الى مصدر للتيار المستمر فولتيته تناسب فولتية البطاريه او اكثر بقليل كأن تكون 14 فولت تقريبا ويتم توصيل القطب السالب للمصدر مع القطب السالب للبطاريه والقطب الموجب للمصدر مع القطب الموجب للبطاريه اما التفاعلات التي تحدث داخل الخليه فهي كما يلي اولا-يعمل التيار المار في الخليه على تحليل كبريتات الرصاص الموجوده على الالواح الموجبه والسالبه والتي تكونت نتيجة عملية التفريغ الى ايونات الرصاص وايونات الكبريتات ++ = PbSO4-------- Pb+ SO4 ثانيا- في نفس الوقت الذي تتحلل فيه الكبريتات يتحلل الماء نتيجة مرور التيار الكهربائي الى ايونات الهدروجين وايونات الاوكسجين + = 2H2O------- 2H +O2 ثالثا -تتجه الايونات الموجبه الى القطب السالب مكونه الرصاص وحامض الكبريتيك ومحرره غاز الاوكسجين رابعا- تتجه الايونات السالبه الى القطب الموجب مكونه ثاني اوكسيد الرصاص وحامض الكبريتيك ومحرره غاز الهدروجين خامسا - نتيجة التفاعلات تزداد كثافة الحامض وتزداد الشحنات على كل من القطبين وترتفع فولتية البطاريه الى القيمه المطلوب والمعادلات التاليه توضح عملية التفاعل معادلات التفاعل على اللوح السالب PbSO4+H2O-----Pb+H2SO4 +O2 معادلات التفاعل على اللوح الموجب PbSO4+2H2O------PbO2+H2SO4+H2 س-ماهي العمليات المتعلقه بشحن وتفريغ البطاريه الحامضيه اولا-تحضيرمحلول حامض الكبريتيك المخفف اولا- يوضع الحامض في وعاء لايتفاعل مع الحامض مثل الزجاج او البلاستك ثانيا- يوضع الماء ىالمقطر في وعاء زجاجي او البلاستك ايضا ثالثا -يصب حامض الكبريتيك المركز على الماء المقطر ببطء وحذر شديدين وتكون نسبة حجم الحامض الى حجم الماء بنسبة 1-3 رابعا -لايجوز استعمال الماء المغلي او الماء العادي بدلا عن الماء المقطر لوجود الشوائب فيه خامسا -لايجوزمطلقا صب الماء المقطر فوق الحامض لان ذلك يؤدي الى تطاير ذرات الحامض مما يؤدي الى اصابة الشخص الذي يتعامل مع المحلول بحروق بسبب التركيز العالي للحامض وكذلك يؤدي الى ارتفاع سريه لدرجة حرارة المحلول الامر الذي يؤدي الى مخاطر غير محسوبه سادسا- الانتظار بعد خلط المحلول الى ان تنخفض درجة حرارة المحلول الى 20 درجة مئويه سابعا- يصب المحلول في البطاريه من خلال الفوهات الموجوده في اعلى البطاريه بواسطة قمع زجاجي اوبلاستيكي لانهما لايتاثران بالحامض ثامنا-يراعى عدم انسكاب المحول خاج الفوهات المخصصه لمليء البطاريه بالمحلول تاسعا-يجب ان تكون الالواح داخل البطاريه غارقه في المحلول تماما اي ان يكون المحلول اعلى من الالواح بقليل عاشرا-الانتظار بعد سكب المحلول لمدة ساعتين كي تتشبع الالواح بالمحلول حادي عشر -توصل البطاريه بالشاحنه المخصصه لهذا الغرض من اجل شحن البطاريه بواسطة التيار المستمر ثاني عشر -عند اجراء عملية الشحن يجب يفضل ان تترك فوهات البطاريه مفتوحه حتى تخرج غازات التفاعل واذا لم يتم فتحها فانه توجد فتحات صغيره في اغطيه الفوهات تؤدي هذا الواجب ثالث عشر- الحذر من تقريب اي نار من فوهة البطاريه رابع عشر- يجب ان تكون الشاحنه في غرفة جيدة التهويه س- مالذي يحدث داخل الخليه اثنا عملية الشحن ج-في بدية الشحن يرتفع جهد الخليه الواحده الى 2.2 فولت الى ان يصل الى 2.4 فولت حيث تبداء غزات الهدروجين والاوكسجين بالتبخر من خلال فوهات البطاريه وبعد اتمام عملية الشحن يزداد تركيز الحامض حيث يصل الى النسبه المطلوبه كي تعمل البطاريه بكامل طاقتها س- كيف يتم قياس كثافة محلول البطاريه ج- يستعمل جهاز الهدروميتر لقياس كثافة المحلول داخل الخليه فاذا كانت قراءة الهدروميتر 1.265 فان البطاريه كاملة الشحن اما اذا كانت القراءه 1.225 فان البطاريه فيها شحن 75 % اما اذا كانت قراءة الهيدروميتر 1.190 فان البطاريه فيها شحن 50% واما اذا كانت قراءة الجهاز1.155فان البطاريه فيها شحن 25% واخيرا اذاكانت قراة الجهاز 1.110 فان البطاريه لايوجد فيها شحن ويوجد في بعض اجهزة الهيدروميتر الوان بالاضافه الى الارقام تشير الى حالة الشحن في البطاريه والاشكال التي امامك توضح لك هذه التفاصيل س- ماهي الاجراات الواجب اتباعها بعد اكتمال عملية الشحن ج- اولا-فصل البطاريه عن الشاحنه وعدم ترك البطاريه على جهاز الشحن بعد الحد المقرر لان ذلك يسبب ارتفاع درجة حرارة المحلول وتلف البطاريه وقد يؤدي الى نقصان الماء وزيادة تركيز الحامض الامر الذي يؤدي الى تلف الالواح كيمياويا اذ تتراكم عليها الاملاح او قد تتاكل ثانيا-تترك البطاريه فتره من الزمن كي تنطلق الغازات الموجوده في المحلول ثالثا- ملاحظة مستوى المحلول داخل البطاريه فان كان اقل من المستوى المقرر يضاف اليه ماء مقطر رابعا -غلق فوهات البطاريه اذا كانت مفتوحه وعنذاك تصبح البطاريه جاهزه للعمل س- ما المقصود بالشحن البطيء والسريع للبطاريه ان الشحن البطيء للبطاريه السائله 12 فولت هو شحن البطاريه بامبيريه قليله وطول فترة الشحن اما الشحن السريع هو شحن البطاريه بامبيريه عاليه قد تصل الى عشر اضعاف امبيرية الشحن البطيء مع قصر الفتره الزمنيه حيث كلما زاد التيار تقصر فترة الشحن ولكل من الطريقتين مساويء ومحاسن ولكن يفضل الشحن البطيء لانه يزيد من عمر البطاريه ولايؤدي الى تلفها سريعا ومن مساوئه ان فترة الشحن فيه طويله قد تصل الى 24 ساعه او اكثر من ذلك في البطاريات العالية الامبير ساعه اما الشحن السريع فانه يؤدي الى قصر عمر البطاريه والى ارتفاع درجة حرارة البطاريه اثناء الشحن الامر الذي قد يؤدي الى تلف الالواح في داخل الخليه اضافه الى زيادة تركيز حامض الكبريتيك نتيجة تبخر الماء وايضا هذا الامر يؤدي الى تاكل الالواح الرصاصيه وتلف البطاريه ولايجوز استعمال الشحن السريع الا في الحالات الضرويه ولايجوز اطلاقا تكرار عملية الشحن السريع بصوره متتاليه لان هذا الامر يؤدي الى تلف البطاريه كما ويجب تقليل تيار الشحن الى القيمه الاعتياديه عندما تصل فولتية الخليه الواحده 2.4 فولت اي 80% من قيمة الشحن الكامل للبرطاريه التي فولتيتها 12 فولت وفيما يلي جدول يبين تيار الشحن للبطاريه حسب سعتها كما وتوجد في الاشكل التي امامك بعض الجداول التي توضح لك هذا الموضوع سعة البطاريه تيار الشحن تيار الشحن تيار الشحن بالامبير ساعه للمره الاولى للمرات التاليه السريع 45 4. 5 3 50 50 5 3.5 56 60 6 4 70- 65 70 7 4.5 75 75 7.5 5 90-85 90 9 6 100 95 9.5 6.5 110 |
|
ثانيا-الخلايا القاعديه
هناك العديد من الخلايا القاعديه ولكن الاكثر شيوعا هي بطارية النيكل كاديميوم لهذا ستقتصر دراستنا في هذه المرحله على بطارية النيكل كاديميوم القاعديه تتكون هذه الخليه من قطب موجب واخر سالب اما القطب الموجب فيكون من مادة هيدروكسيد النيكل واما القطب السالب فيتكون من النيكل النقي مع قليل من الحديد ويغمر القطبان بمحلول هيدروكسيد البوتاسيوم ذي كثافه 1.17-1.20 حيث تبقى كثافة المحلول ثابته اثناء التفريغ والشحن وتجمع الالواح الموجبه والسالبه مع بعض بعد ان تعزل عن بعضها بماده عازله وتوضع في صندق لايتائر بالمحلول الكيمياوي حيث يبرز من اعلى الغطاء القطبان الوجب والسالب وكما وتوجد بعض انواع البطاريات القاعديه المحلول فيهاعلى شكل عجينه وتشبه في منظرها الخارجي البطاريه الجافه ولكنها تحتوي على نفس مواد البطاريه القاعديه السائله التفاعلات الكيمياويه في الخليه القاعديه عندما تكون الخليه مشحونه يصل فرق جهدها حوالي 1.7 Ni(OH)3فولت وفي هذه الحاله يكون هيدروكسيد النيكل هو الماده الفعاله للقطب الموجب اما القطب السالب فيكون بصيغة الكاديميوم النقي وعند توصيل الدائره الخارجيه يسري التيار فيها فتبدء حالة التفريغ حيث يتحول ثلاثي Ni(OH)3هيدروكسيد النيكل Ni(OH)2الى ثنائي هيدروكسيد النيكل والذي يمثل القطب الوجب في الخليه اما القطب السالب والمكون من مادة الكاديميوم فانه يتحول الى هيدروكسد cd(OH)2الكاديميوم وفيما يلي نتيجة التفاعلات الكيمياويه اثناء عملية الفريغ والتي يمكن اختصارها بالمعادله التاليه 2Ni(OH)3+Cd------- 2Ni(OH)2+Cd(OH)2 وبعد ان يتحول كلا من القطبين السالب والموجب الى الصيغ المذكوره في المعادله اعلاه تعد الخليه مفرغه وبذا ينخفض ضغطها وعند اعادة شحن الخليه تنعكس التفاعلات الكيمياويه بسبب التيار الكهربائي وتجري التفاعلات وفق المعادله التاليه 2Ni(OH) 2 + Cd(OH)2------- 2Ni(oH)3 +Cd |
مقارنة البطاريه القاعديه باليطاريه الحامضيه من ناحية المساويء والمحاسن
اولا -البطاريه القاعديه ذات كلفه عاليه بينما الحامضيه اقل كلفه منها
ثانيا-معدل فرق جهد التشغيل 1.2 وهو اقل من جهد التشغيل للبطاريه الحامضيه
ثالثا- عدد الخلايا للبطاريه القاعديه ذات فولتيه معينه اكثرمن عدد خلايا البطاريه الحامضيه التي لها نفس الفولتيه
رابعا- عدم تغير كثافة محلول البطاريه القاعديه اثناء التفريف بينما البطاريه الحامضيه يتغيركثافة المحلول فيها اثناء الفريغ
خامسا- يمكن ان تترك لمدة طويله والمحلول فيها دون ان تفقد من صلاحيتها عند العمل بينما البطاريه الحامضيه لايمكن تركها والمحلول فيها لفتره طويله من الزمن
سادسا-البطارية القاعديه اقل وزنا من الحامضيه
ملاحظه
توجد انواع اخرى من البطاريات كبطارية الوقود وبطارية اللثيوم والبطاريه الكلفانيه ودانيال وغيرها ولكننا اقصرنا في دراستنا خلال هذه المرحله على البطاريات الاكثر شيوعا راجين الانتباه الى ذلك
اولا -البطاريه القاعديه ذات كلفه عاليه بينما الحامضيه اقل كلفه منها
ثانيا-معدل فرق جهد التشغيل 1.2 وهو اقل من جهد التشغيل للبطاريه الحامضيه
ثالثا- عدد الخلايا للبطاريه القاعديه ذات فولتيه معينه اكثرمن عدد خلايا البطاريه الحامضيه التي لها نفس الفولتيه
رابعا- عدم تغير كثافة محلول البطاريه القاعديه اثناء التفريف بينما البطاريه الحامضيه يتغيركثافة المحلول فيها اثناء الفريغ
خامسا- يمكن ان تترك لمدة طويله والمحلول فيها دون ان تفقد من صلاحيتها عند العمل بينما البطاريه الحامضيه لايمكن تركها والمحلول فيها لفتره طويله من الزمن
سادسا-البطارية القاعديه اقل وزنا من الحامضيه
ملاحظه
توجد انواع اخرى من البطاريات كبطارية الوقود وبطارية اللثيوم والبطاريه الكلفانيه ودانيال وغيرها ولكننا اقصرنا في دراستنا خلال هذه المرحله على البطاريات الاكثر شيوعا راجين الانتباه الى ذلك
|
المقاومه الداخليه للبطاريه
ان التيار المتولد في البطاريه نتيجة التفاعلات الكيمياويه لابد من ان يمر من خلال الواح القطب الموجب والسالب والمحلول الموجود داخل البطاريه وان هذه المواد لها مقاومه ولابد من هذه المقاومه ان تعرقل مرور التيار الذي يمر فيهاوان هذه المقاومه التي تبيديها الالواح والمحلول للتيار الكهربائي تدعى بالمقاومه الداخليه للبطاريه ويرمز لها rبالرمز ان مقدار المقاومه الداخليه للبطاريه يعتمد على اولا-التركيب الكيمياوي لمادة الاقطاب والمحلول ثانيا- المسافه بين الالواح ثالثا المساحه السطحيه للالواح المغموره في المحلول وكلما كانت المقاومه الداخليه للبطاريه قليله كلما كانت كفائة البطاريه اعلى والسبب لان المقاومه الداخليه للبطاريه تدخل في تحديد التيار المجهز من البطاريه الى الحمل الخارجي |
|
كيف يتم حساب المقاومه الداخليه للبطاريه لحساب المقاومه الداخليه للبطاريه لابد من معرفة ما يلي E=القوه الدافعه للبطاريه وتقاس بوحدات الفولت V=فرق الجهد على الحمل الخارجي ويقاس بوحدات الفولت r=المقاومه الداخليه للبطاريه وتقاس بوحدات الاوم R=المقاومه الخارجيه للحمل ويقاس بوحدات الاوم I=التيار المجهز من البطاريه الى الحمل الخارجي ويقاس بوحدات الامبير عند غلق الدائره الكهربائيه يسري تيار كهربائي خلال المقاومه الداخليه للبطاريه مسببا فرق جهد على طرفي I.rالبطاريه مقداره كماان التيار نفسه يسري خلال المقاومه الخارجيه مسببا فرق I.Rجهد حول طرفي الحمل الخارجي مقداره وان مجموع فرق الجهد على كلتا القاومتين الداخليه والخارجيه تساوي القوه الدافعه الكهربائيه للبطاريه E=I.R+I.r E=I(R+r) I=E/R+r E=V+I.r Ir=E-V r=E-V/I=E-IR/I |
|
مثال
خليه كهربائيه ذات قوه دافعه كهربائيه 2.2 فولت تجهز حملا مقاومته 5اوم بتيار شدته 0.4 امبير احسب فرق جهد الخليه والمقاومه الداخليه لها؟ المعطيات E= 2.2 R= 5 I= 0.4 V= ? r= ? الحل V=I.R V=0.4X 5= 2فولت r=E-V/I 2.2-2/0.4= 0.5 اوم |
|
مثال
مثال خليه كهربائيه تجهز حمل مقاومته 10 اوم بفولتيه مقدارها 12 فولت جد تيار الدائره والقوه الدافعه الكهربائيه للبطاريه علما ان المقاومه الداخليه للبطاريه مقدارها 0.5 اوم المعطيات V=12 R=10 r=0.5 I=? E=? الحل I=V/R I= 12/ 10 =1.2 امبير E=V+ I.r E=12 +1.2X0.5 E=12 + 0.6 =12.6 فولت القوه الدافعه الكهربائيه للبطاريه |
|
مثال
خليه كهربائيه مقاومتها الداخليه 10 اوم تجهزتيار مقداره 5 امبير لحمل مكون من ثلاث مقاومات االمقومتان الاوليتان مربوطتان على التوالى الاولى مقدارها8 اوم والثانيه مقدارها 4اوم ربطتا على التوازي مع المقاومه الثالثه والتي مقدارها 4 اوم جد فولتية الدائره الخارجيه والقوه الدافعه للخليه؟ المطيات R1=8 R2= 4 R3= 4 r= 10 I= 5 V= ? E= ? الحل نجمع المقاومتان الاوليتان على التوالى R4=R1 +R2 R4 =8+4=12 اوم نجمع ناتج جمع المقاومتان عم المقاومه الثالثه على التوازي 1/RT=1/R3+1/R4 1/RT= 1/4+1/12 1/RT= 3+1/12=4/12 RT=12/4=3 اوم قيمة المقاومه الكليه للحمل نستخرج الان الفولتيه المجهزه للحمل V=I.R V= 5X3 =15 فولت نستخرج الان الفولتيه الهابطه نتيجة المقاومه الداخليه للبطاريه V= I.r V= 5X10=50 فولت نستخرج الان القوه الدفعه الكهربائيه للبطاريه E=V +I.R E= 15 +50= 65 فولت القوه الدافعه الكهربائيه للبطاريه وان هذه البطاريه تعتبر رديئه لكون المقاومه الداخليه لها عاليه جدا |
مثال
خليه تجهز حملا بتيار شدته 0.5 امبير عندما يكون فرق الجهد 1.2 فولت وقوتها الدافعه الكهربائيه 1.7 فولت احسب
اولا-مقاومتها الداخليه
ثانيا-مقاومة الحمل
r=E-V/I
r= 1.7-1.2/0.5
r= 0.5/0.5= 1 اوم
المقاومه الداخليه للخليه
E=I.R+I.r
I.R =E -I.r
R= E-I.r/I
R=1.7-1X0.5/0.5
R= 1.2/0.5 = 2.4 اوم
مقاومة الحمل
خليه تجهز حملا بتيار شدته 0.5 امبير عندما يكون فرق الجهد 1.2 فولت وقوتها الدافعه الكهربائيه 1.7 فولت احسب
اولا-مقاومتها الداخليه
ثانيا-مقاومة الحمل
r=E-V/I
r= 1.7-1.2/0.5
r= 0.5/0.5= 1 اوم
المقاومه الداخليه للخليه
E=I.R+I.r
I.R =E -I.r
R= E-I.r/I
R=1.7-1X0.5/0.5
R= 1.2/0.5 = 2.4 اوم
مقاومة الحمل
|
سعة البطاريه
س- ماالمقصود بسعة البطاريه المقصود بسعة البطاريه هو مقدار الامبير الذي تجهزه البطاريه خلال ساعة الى ان ينخفض فرق جهدها الى الجهد المسموح به س -على ماذا تعتمد سعة البطاريه تعتمد سعة البطاريه على ما يلي اولا- المساحه الكليه للالواح ثانيا -حجم المحلول ثالثا- درجة تركيز المحلول س -متى تهبط سعة البطاريه تهبط سعة البطاريه كلما زاد تيار التفريغ ولذلك يجب ان يراعى عند تفريغ البطاريه سحب اقل ما يمكن من التيار الضروري للاستعمال س- ماهو رمز سعة البطاريه Ahاو بالرمز k يرمز لها بالحرف س- كيف تحسب سعة البطاريه لحساب سعة البطاريه يضرب عامل الزمن بمقدار التيار المجهز وكما في العلاقه الرياضيه التاليه k =I . t (Ah) t= الزمن مقدرا بالساعه I= مقدار التيار المجهز بالامبير k = سعة البطاريه مقدره بالامبير ساعه (Ah) |
كفاءة البطاريه
س-ما المقصود بكفاءة البطاريه
يقصد بكفاءة البطاريه هو النسبه بين الامبير ساعه الماخوذ من البطاريه اثناء التفريغ الى الامبير ساعه المعطى للبطاريه اثناء الشحن
وان الامبير ساعه الموجود على البطاريه هو الامبير ساعه الخاص بالتفريغ اي سعة البطاريه اثناء التفريغ
اما امبير ساعة الشحن فيعتمد على كميه التيار والوقت اللذان يتم استخدمهما اثناء الشحن
k1يرمز للامبير ساعه شحن بالرمز
k2ويرمز للامبير ساعه تفريغ بالرمز
ويرمز لكفاءة البطاريه بالرمز ايتا
س-ما المقصود بكفاءة البطاريه
يقصد بكفاءة البطاريه هو النسبه بين الامبير ساعه الماخوذ من البطاريه اثناء التفريغ الى الامبير ساعه المعطى للبطاريه اثناء الشحن
وان الامبير ساعه الموجود على البطاريه هو الامبير ساعه الخاص بالتفريغ اي سعة البطاريه اثناء التفريغ
اما امبير ساعة الشحن فيعتمد على كميه التيار والوقت اللذان يتم استخدمهما اثناء الشحن
k1يرمز للامبير ساعه شحن بالرمز
k2ويرمز للامبير ساعه تفريغ بالرمز
ويرمز لكفاءة البطاريه بالرمز ايتا
%100وتكون قيمة كفاءة البطاريه كنسبه مئويه وهي دائما اقل من
وتحسب كما يلي
وتحسب كما يلي
مثال
%90شحنت بطاريه بمعدل 5امبير لمدة 10 ساعات فاذا كانت كفاءة البطاريه
كم من التياريمكن ان تجهزه هذه البطاريه الى الحمل لحمل لمدة ساعين
K1 = I.t
k1 = 5 x 10 = 50 امبير ساعه
سعة الشحن
%90شحنت بطاريه بمعدل 5امبير لمدة 10 ساعات فاذا كانت كفاءة البطاريه
كم من التياريمكن ان تجهزه هذه البطاريه الى الحمل لحمل لمدة ساعين
K1 = I.t
k1 = 5 x 10 = 50 امبير ساعه
سعة الشحن
k2 /50 =0.90
k2 =50 x 0.90 = 45 امبير ساعه
سعة التفريغ
k2 = I2.t2
I2 = t2 /k2
I2 =45 /2 =22.5 امبير تيار التجهيز
k2 =50 x 0.90 = 45 امبير ساعه
سعة التفريغ
k2 = I2.t2
I2 = t2 /k2
I2 =45 /2 =22.5 امبير تيار التجهيز
مثال
%86بطاريه سعتها 40 امبير ساعه وكفائتها
ما مقدار التيار الواجب تزويدها به ليتم شحنها بصوره صحيحه خلال فترة اربع ساعات
K2 = 40 Ah
%86بطاريه سعتها 40 امبير ساعه وكفائتها
ما مقدار التيار الواجب تزويدها به ليتم شحنها بصوره صحيحه خلال فترة اربع ساعات
K2 = 40 Ah
k1 = 40 /0.86
k1 = 46.5 امبير ساعة شحن
k1 = I1. t1
I1 =K1/ t1
I1 = 46.5 /4 = 11.3 امبير
كي تشحن البطاريه بصوره صحيخه
k1 = 46.5 امبير ساعة شحن
k1 = I1. t1
I1 =K1/ t1
I1 = 46.5 /4 = 11.3 امبير
كي تشحن البطاريه بصوره صحيخه
|
ربط الخلايا والبطاريات ان االبطاريه والخليه الواحد=ه تكون واطئة الفولتيه والتيار والسعه حيث ان جهد الخليه السائله لايتجاوز 2 فولت اضافه الى هذا ان حهد البطاريه الجافه هو بحدود 1.5 فولت كما ان تيار الخليه الواحد في البطاريه السائله وتيار البطاريه الجافه قليل جدا لذلك لاتستطيع الخليه الواحده والبطاريه الجافه تشغيل الاجهزه الكهربائيه الا اذا تم ربط مجموعه من الخلايا او البطاريات بطرق مختلفه وحسب الحاجه الى ذلك ان الطرق التي يتم فيها ربط الخلايا والبطاريات هي كما يلي اولا- الربط التوالي ان عملية ربط البطاريات والخلايا تتم وكما موضح لك في الاشكال التي امامك بربط القطب السالب للبطاريه الاولى مع القطب الموجب للبطاريه الثانيه وربط القطب السالب للبطاريه الثانيه مع القطب الموجب للبطاريه الثالثه وربط القطب السالب للبطاريه الثالثه مع القطب الموجب للبطاريه الرابعه وهكذا تتم سلسلة عمليات الربط بين البطاريات مهما كان عدد البطاريات او الخلايا والنتجه النهائيه يكون في طرفي المجموعه المربطه على التوالي قطبين احدهما سالب والاخر موجب وان الغايه من ربط البطاريات والخلايا على التوالي هو للحصول على فرق جهد عالي لتشغيل الاجهزه التي تحتاج الى فولتيه اعلى حيث ان القوه الدافعه الكهربائيه تصبح في حالة الربط التوالي كما يلي ET=E1+E2+E3+E4..................الخ كما وان المقاومه الداخليه للبطاريه تساوي مجموع المقاومات الداخليه للبطاريات المربوطه على التوالي rT=r1+r2+r3+r4...............الخ اما التيار فيكون متساوي في جيع البطاريات IT=I1=I2=I3=I4.............الخ اما السعه فتكون مساويه لسعة البطاريه الواحده kT=K1=K2=K3=K4.......الخ |
|
ثانيا-الربط التوازي
ان عملية ربط الخلايا والبطاريات على التوازي تعني ربط مجموعه من البطاريات او الخلايا بحث تربط الاقطاب الموجبه جميها مع بعض والاقطاب السالبه جميعها مع بعض بحث تصبح في النهايه قطب موجب واخر سالب ومن مميزات الربط التوازي ان القوه الدافعه الكهربائيه تكون متساويه ET=E1=E2=E3=E4..........الخ اما التيار فيكون مجموع تيارات البطار يات المربوطه على التوازي جميعا IT=I1+I2+I3+I4..............الخ اما السعه فتكون مجموع سعات جيع البطاريات المربوطه على التوازي KT=K1+K2+K3+K4........الخ اما المقاومه الداخليه فتحسب بطريقتين الطريقه الاولى-اذا كانت المقاومه الداخليه لجميع البطاريات متساويه تحسب المقاومه الداخليه للبطاريه الواحده مقسومه على عدد البطارياتوكما يلي rT=r1/n يمثل عدد البطاريات المربوطه على التوازيnحيث الطريقه الثانيه -اذا كانت المقاومات الداخليه للبطاريات غير متساويه في هذه الحاله تجمع وفق طريقه جمع المقاومات على التوازي وكما يلي 1/rT=1/r1 +1/r2+1/r3+1/r4...........الخ ان الاشكال التي امامك توضح لك عملية الربط |
|
ثالثا-الربط المختلطللحصول على مواصفات نوعي الربط للبطاريات اي مواصفات الربط التوالي والتوازي يتم اللجوء الى الربط المختلط حيث نحصل من خلال هذا الربط على فولتيه عاليه وتيار عالي ولحساب المقاومه الداخليه لهذا النوع من الربط تجمع حسب طريقة جمع البطاريات سواء كانت توالي اوتوازي كل على حد ثم تجمع نتيجتا النوعين من الربط مع بعض حتى نحصل على المحصله النهائيه للمقاومه الداخليه وكما يلي
في حالة الربط التوالي rt1=r1+r2+r3+r4........الخ وفي حلة الربط التوازي 1/rt2=r1+r2+r3+r4......الخ فاذا كان الربط النهائي للمجموعتين توالي فيبطقق قانون التوالي وكما يلي rT=rt1+rt2 اما اذا كان الربط النهائي توازي فيبطق قانون التوازي وكما يلي 1/rT=1/r1+1/r2 كما ويمكن حساب المقاومه الداخليه وفق الطريقه التاليه اذا تساوت المقاومات الداخليه للبطاريات والخلايا rt=r1+r2+r3+r4.....الخ rT= rt /n rtحيث المقاومه الداخليه للبطاريه الواحده rT=المقاومه الداخليه الكليه r1,r2,r3,r4 المقاومات الداخليه لخلايا البطاريه الواحده n=عدد البطاريات المربوطه على التوازي اما القوه الدافعه الكهربائيه فتجمع البطاريات او الخلايا المربوط على التوالي ثم تجمع مع القوه الدافعه الكهربائيه لبطاريه واحده من مجموع البطاريات المربوطه عاى التوازي على اعتبار ان الفولتيه واحده في جيع البطاريات في حالة الربط التوازي وفق القوانين التي وضحناه انفا في حالة الربط التوالي Et1=E1+E2+E3+E4 ......الخ في حالة البرط التوازي Et2=E1=E2=E3=E4..........الخ ثم تجمع الحالتين مع بعض فاذا كان الربط النهائي توالي فتجمع مع بعض كما يلي ET=Et1+Et2 اما في حالة الربط النهائي توازي فتكون كما يلي ET=Et1=Et2 اما التيار فتجمع تيارات التوازي على حده وكما يلي it1=i1+I2+i3+i4......الخ اما تيار البطاريات او الخلايا المربوطه على التوالى فتكون كما يلي it2=i1=i2=i3=i4.........الخ ثم تجمع مع بعض اذا كان الربط النهائي توازي وكما يلي IT=it1+it2 اما اذا كان الربط النهائي توالي فهي كما يلي IT=it1=it2 اما السعه فتجمع سعة البطاريات او الخلايا المربوطه مع بعض على التوازي وكما يلي kt1=k1+k2+k3+k4.....الخ وتعتبر سعة البطاريه الواحده هي المحصله النهايه للبطاريات او الخلايا المربط على التوالي وكما يلي kt2=k1=k2=k3=k4......الخ فاذا كان الربط النهائي للمجموعتين توازي فهي كما يلي KT=kt1+kt2 اماكان الربط النهائي للمجموعتين توالي فهي كما يلي KT=kt1=kt2 |
|
امثله محلوله على ربط البطاريات
مثال احسب مقدار القوه الدافعه الكهربائيه وفرق الجهد لخمس بطاريات مربوطه على التوالي حيث ان القوه الدافعه الكهربائيه لكل بطاريه هي 1.8 فولت والمقاومه الداخليه لكل بطاريه هي 0.15 اوم عندما يوصل على طرفيها حمل مقاومته 5اوم المعطيات E1=E2=E3=E4=E5=1.8 r1=r2=r3=r4=r5=0.15 R=5 ET=? VR=? ET=E1+E2+E3+E4+E5 ET=1.8X5= 9 فولت rT= r1+r2+r3+r4+r5 rT= 0.15X5= 0.75 اوم I=E /R+rT I=9/ 5+0.75 I=9/5.75 =1.5 امبير V= I.R V=1.5 X5 =7.5 فولت الفولتيه حول طرفي المقاومه الخارجيه |
|
مثال
ثلاث بطاريات مربوطه على التوازي القوه الدافعه الكهربائيه لكل واحده منها 2 فولت والمقاومه الداخليه لكل بطاريه هي 1 اوم وصل الى طرفي المجموعه حمل مقاومته 6اوم احسب التيار الذي تجهزه البطاريه الواحده وكذلك التيار الكلي المار في المقاومه والجهد على طرفي الحمل المعطيات E=2 r=1 R=6 IT=? i1,i2,i3=? VR=? ET=E1=E2=E3=2 rT=r1/n rT=1/3= 0.33 اوم I=E/R+r I= 2 /6+0.33 IT= 2 /6.33 = 0.3 امبير I1=IT/3 I1= =O.3/3=0.1 امبير تيار كل بطاريه V= I..R V= 0.3X 6 =1.8 فولت الفولتيه حول طرفي المقاومه الخارجيه |
|
مثال
ابطاريه تتكون من 6 خلايا موصله بالتوالي القوه الدافعه الكهربائيه للخليه الواحده 2 فولت ربط ثلاث من هذه البطاريات بالتوازي مع بعضها فاذا كانت المقاومه الداخليه للخليه الواحده 0.1 اوم احسب اولا- القوه الدافعه الكهربائيه للبطاريه الواحده والمجموعه كلها ثانيا- تيار المجموعه المجهز الى حمل مقاومته 10 اوم ثالثا- تيار البطاريه الواحده رابعا-فرق الجهد على طرفي الحمل المعطيات عددالخلايا في البطاريه الواحد =6 فولتيه الخليه الواحده =2 0.1=r=المقاومه الداخليه للخليه الواحده مقاومة الحمل الخارجي =10 ET=? E1=? E2=? E3=? IT=? i1=? i2=? i3=? VR=? بما ان القوه الدافعه الكهربائيه للخلايا السته المتصله على التوالي متساويه في القيمه فالقوه الدافعه الكهربائيه للبطاريه الواحده تساوي ععد الخلايا مروب في القوه الدافعه الكهربائيه للخليه الواحده E1=nXE E1= 6X2=12 فولت القوه الدافعه الكهربائيه للبطاريه الواحده ولماكانت البطاريات الثلاثه موبوطه عل التوازي فان ET=E1=E2=E3=12 فولت وبما ان المقاومه الدخليه لخلايا البطاريه الواحده متساويه فان r1=nxr r1= 6x0.1=0.6 =r2=r3 وبما ان المقاومه الداخليه لجميع البطاريات متساويه فان rT=r1/n rT=0.6/3=0.2 اوم IT= E/R+rT I=12/10+0.2 IT=12/10.2=1.17 امبير I1=IT/3 i1=1.17/3=0.39 =i2=i3 VR=ITXR VR=1.17X10= 11.7 فولت |
|
المحاضره -العاشره22-1-2016
الموضوع-المصابيح الكهربائيه -طرق توهجها-انواعها تعتبر المصابيح الكهربائيه احد مصادر الضوء الصناعي والتي بواسطتها يتم تحويل الطاقه الكهربائيه الى طاقه ضوئيه ضمن الاشعه حدود الاشعه المرئيه التي يراها الانسانوقد استخدمت هذه الاشعه الضوئيه منذ اختراعها لتبديد الظلام في الليل كطاقه نظيفه بدل النار التي كان يعتمد عليها الانسان في الاناره س-كيف يمكن توليد الاشعه الضويه في المصابيح الكهربائيه يمكن توليد الاشعه الضوئيه بطريقتين اولا- الطريقهالحراريه لتوليد الضوء ثانيا-الطريقه الغير حراريه لتوليد الضوء س-مالمقصود بالطريقه الحراريه لتوليد الضوء ان فكرة عمل المصابيح الكهربائيه التي تعمل بهذه الطريقه تعتمد على ان التيار الكهربائيه عند مروره في موصل سوف يؤدي الى تسخين ذلك الموةصل وبالتالي زيادة حركة الذرات وتالالكترونات في الماده الموصله وبالتالي زيادة التصادم بين الالكترونات الامر الذي يؤدي الى زيادة درجه الحراره في السلك الموصل وكلما زاد التيار ارتفعت درجة حرارة الموصل الى ان تصل الى درجة الاحمرار والتوهج ان هذا التوهج ينتج عنه الاشعه الضوئيه المرئيه لنا وقد تم استغلال هذه الظاهره في صناعة المصابيح المتوهجه والتي نستفاد منها في حياتنا اليوميه س-ماهي انواع المصابيح التي تعتمد على الطريقه الحراريه في توليد الضوء ان المصابيح التي تعتمد عل هذه الطريقه في توليد الضوءهي المصابيح الحراريه المتوهجه س-ماهي المصابيح الحراريه المتوهجه لقد بذل العالم توماس اديسن جهود كبيره في سبيل الوصول الى هذا النوع من المصابيح حيث فشلت لديه الكثير من التجارب في هذا المجال الى ان توصل اخيرا وفي عام 1897 الى اختراع مصباح كهربائي ذي فتيله من الكربون مستغلا فيه ظاهرة التوهج لتوليد الضوءولعل اهم مايراد من هذا المصباح هو اشعاع اعظم قدر ممكن من الضوء ولمده طويله وللوصول لهذه الغايه يتطلب استعمال مواد موصله لصناعة الفتيله تكون درجة انصارها عاليه ونسبة تبخرها قليله جدا اضافه الى مقاومتها الميكانيكيه العاليه ليسهل تثبينها على الحوامل ولتتحمل الاهتزازات وان الكاربون سرعانما يتبخر في درجات الحراره العاليه التي تزيد على 1850 درجه مئويه لذلك وجد ان التنكستن اكثر المواد الموصله لصناعة الفتيل حيث ان درجة انصهاره تبدء بحدود 3350 درجه مئويه وله مقاومه ميكانيكيه عاليه س-ماهي مراحل تصنيع التنكستن للحصول على التنكستن ليستعمل كفتيله للمصابيح الكهربائيه يتطلب ادخاله في مراحل تصنيع كثيره ومعقده حيث تتم وفق الطرق التاليه اولا- تكبس ذرات التنكستن البلوريه في مكابس تحت ضغط اطنان لكل سنتمتر مربع لتحويله الى قطع متماسكه بدلا من الذرات ثانيا-يمرر فيها تيار كهربائي عال جدا لزيادة تماسك جزيئاته وزيادة صلابته ثالثا-تطرق الكتله الحاصله بعد تسخينها لتشكل على هيئة قضبان رابعا-تسحب خلال ثقوب لقطع من الماس بعد ان تطلى بالكرافيت وتتوالى هذه الثقوب في الصغر حتى يصل قطر السلك المسحوب فيها الى الحجم المراد استعماله كفتيله للمصابيح الكهربائيه س-كيف يتم استخدام التنكستن كفتيل في المصابيح الكهربائيه ان سلك التنكستن المستعمل كفتيل يكون على شكل سلك ملفوف على شكل ملف صغيره جدا س-ماهو سبب استعمال سلك التنكستن على شكل ملف ملفوف صغير الحجم السبب هو عندما يصنع المصباح الكهربائي بفتيل من سلك التنكستن المستقيم يكون حجمه كبير وذلك لسعة الحيز الذي يشغله السلك ويحتاج الى حوامل كبيره لثبيته وبالتالي يجب ان يكون حجم المصباح كبير جدا اما اذا تم لف السلك على شكل ملف فان طول السلك يقل بنسبه كبيره وبالتالي يقل حجم المصباح فالفتيل من سلك مستقيم لمصباح ذي قدره 15 واط يكون بطول 750 ملم في حين عندما يلف يتقلص طوله الى مايقرب من 93 ملم س- ماهي فوائد استخدام سلك التنكستن الملفوف اولا-يقلل من حجم المصباح ثانيا- يزيد من كفائة التوهج ثالثا- تناقص عدد الحوامل السكيه المستعمله لتعليق الفتيل س-مالذي يحددقطر سلك التنكستن في المصباح اان الذي يحدد قطر سلك التنكستن المستعمل كفتيل للمصباح الكهربائي هو القدره الكهربائيه للمصباح والفولتيه التي يمكن ان يعمل عليها المصباح س-ماهي مكونات مصباح التنكستن يتكون مصباح التنكستن من انتفاخ زجاجي في داخله فتيل مصنوع من مادة التنكستن معلقا على حوامل سلكيه ترتكز على ساق من الزجاج في الوسط وينفذ من الساق سلكان (mo)مصنوعان من مادة الموليبدينيوم يتصلان مع الفتيل لتوصليه الى الدائره الخارجيه وللموليبدينيوم معامل تمدد طولي مقارب لمعامل التمدد الطولي لزجاج الساق لهذا لاتتحطم بسبب التمدد التفاضلي كما ان للموليبدينيوم درجة انصهار عاليه نسبيا تجعله يلائم العمل في درجات الحراره العاليه التي يصل اليها التنكستن ويكون المصباح مفرغ من الهواء ويملىء بالغازات الخامله مثل الاركون او النتروجين او خليطا من هذه الغازات لان هذه الغازات لاتتفاعل مع مادة التنكستن بل وتعمل على تقليل نسبة التبخر وبذلك تزداد كفائة الاشعاع الضوئي بسبب امكانية الحصول على درجات حراره اعلى لفتيل التنكستن حيث وجد بان المصباح اذا ما فرغ من الهواء فقط ولم يملىء بالغازات الخامله ان فترة اشتغاله تكون قصيره نسبيا بعدها ينقطع الفتيل بسبب التبخر الذي تحدثه الحراره العاليه فيه ولاطالة مدة عمل المصباح يجب ملئه بالغازات الخامله يثبت بعد ذلك في اسفل الانتفاخ الزجاجي قاعده للارتكاز بواستطتها يسهل تثبيه في الهولدر وتوصيله الى الدوائر الكهربائيه المختلفه |
|
س- مالمقصود بالطريقه الغير حراريه لتوليد الضوء
ويقصد بذلك الاعتماد على الفوتونات التي تبعثها الالكترونات عند انتتقالها من مستوى اعلى من الطاقه ثم العوده الى مستوى اوطىء من الطاقه كما هو معروف ان الذره تحتوي على النواة ذات الشحنه الموجبه والالكترونات ذات الشحنه السالبه وان هذه الالكترونات تتوزع في مدادرات خاصه تدعى بمستويات الطاقه ولكل الكترون في هذه المستويات طاقه معينه خاصه به تزداد هذه الطاقه بازياد بعد مدار اللالكترون عن النواة فان بقي دائرا في مداره يبقى محتفظا بطاقته وعند التأثير على الذره باي طاقه خارجيه فان واحد او اكثر من الكتروناتها يكتسب طاقه فيتغير مداره الى مستوي طاقه اعلى وبذلك تصبح الذره متهيجه ولكن هذا الامر لايبقى طويله حيث يعود الالكترون الى مداره الاول او الى مستوى وسطي اخر وعند عوته من المدار الاعلى الى المدار الاوطىء يشع فوتونات وقد تم الاستفاده من هذا الامر في توليد الضوء المرئي لنا وذلك من خلال استخدام مواد تشع طاقتها بموجات ذات اطوال موجيه في مجال الرؤيه كما ويمكن توليد الاشعه المرئيه من خلال التصادم بين الذره والالكترون الحر الذي يتحرك بسرعه عاليه مما يفقد الذره واحد او اكثر من الكتروناتها لتصبح ذات شحنه موجبه وفي حالة تأين وعند اقتراب احد الالكترونات الحره منها فانه ينجذب اليها ويدخل في احد مداراتها بدلا من الالكترون المفقود مانحا اياها كل طاقته او جزاء منها على شكل اشعه وان المصابيح التي تعتمد على هذه الطريقه في توليد الضوء هي المصابيح المتألقه س- الى كم قسم تقسم المصابيح المتألقه تقسم المصابيح المتألقه الى قسمين اولا - المصابيح المتفلوره او ماتدعى بالفلورسنت ثانيا -مصابيح التفريغ س-ماهي مكونات المصابيح المتفلوره او الفلورسنت تتكون المصابيح المتفلوره مما يلي اولا-الانبوب الزجاجي ان الانبوب الزجاجي في المصابيح المتفلوره يكون بقياسات واطوال واشكال مختلفه منها ماهو بطول 4 قدم و2 قدم واطوال اخرى خاصه حسب الحاجه في الاستعمال اضافه الى الاشكال المدوره والمصابيح الاقتصاديه باشكالها المختلفه ان انابيب الفلورسنت تطلى من الداخل بمادة الفلورسنت وفائدة هذه الماده هو امتصاص الاشعاعات الغير مرغوب بها واظهار الاشعه المرئيه فقط وتثبت في نهاياتها مسمامير لتثبيت الفتائل عليها ويسخن الانبوب الزجاجي الى حوالى 400 درجه مئويه ثم يفرغ من الهواء ويحقن بقليل من الزئبق وغاز الاركون وان لضغط الاركون اهميه كبرى في تحديد مستوى جودة المصباح ثم يغلق الانبوب باحكام ثانيا -الملف الخانق او الجوك يتكون الملف الخانق او مايدعى بالجوك من سلك نحاسي معزول يلف حول قلب من الحديد المغناطيسي وله وظيفتان الوظيفه الاولى في بدية الاشتغال يعمل على رفع الجهد بين قطبي الانبوب الزجاجي بمقدار يتناسب وطول الانبوب حيث يكون لكل قدم طول 200 فولت فالانبوب الذي طوله 4قدم يحتاج الى خانق يرفع الفولتيه بحدود 800 واط ولذلك تكون قدارات الجوك مختلفه حسب طول الانبوب وقدرته وله وظيفه تانيه هو خفض الفولتيه على فتائل مصباح الفلورسنت كما ويوجد جوكات الكترونيه تؤدي نفس الواجب ولكن كفائتها قليله اذا ماقورنت بالجوك الذي يتكون من الملف اضافه الى قصر عمر الجوك الالكتروني ثالثا-بادىء الاشتعال او ما يدعى بالستارتر يتكون البادىءمن انبوب زجاجي صغير مفرغ من الهواء ومملوء بغاز الاركون فيه قطبان احدهما على شكل شريط ثنائي المعدن ان الشريط الثاني المعدن يصنع من معدنين مختلفان بمعامل التمدد الطولي ويثبتان باحكام فعند تسخينهما يتقوس الشريط بسبب زيادة طول احدى القطعتين المكونتين له على الاخرى وبذلك تتصل نقطتا التوصيل بين القطبين مما يؤدي الى غلق الدائره الكهربائيه لفتائل المصباح كما ويوجد مكثف يتصل بالتوازي مع البادىء فائدته امتصاص الشرار والتعجيل بالاستعال ويوضع بادىء الاستعال والكثف داخل اسطوانه وكما موضح بالشكل ويخرج منه بروزان يمثلان نقطتي اتصال مع دائرة الفلورسنت وكذلك للثبيت س- ماهي فكرة عمل الفلورسنت او المصابيح المتفلوره ان فتائل مصباح الفلورسنت والجوك والبادىء للاشتعال موصله مع بعض على التوالي وكما موضح في الاشكال التي امامك وعند وتوصيل هذه الدائره الى مصدر للتيار الكهربائي وبفولتيه مناسبه وحسب نوع المصباح فان المصباح لن يتوهج في الوهله الاولى الا ان قطبي البادىء او الستارتر غير المتصلين مع بعضهما يقعان تحت تأثير ضغط او فولتيه معينه ذلك لان الستارتر والجوك والفتائل مربوطه على التوالي فيؤي ذلك الى تسخين غاز الاركون الموجود في داخل الستارتروتأينه هذا التأين يؤدي الى مرور تيار كهربائي ولما كانا القطبان متقاربنا مع بعضهما فانه سيحدث تفريغ كهربائي بينهما فيسخن الغاز والشريط الثنائي المعدن الموجود في الستارتر ويتقوس حتى يتصل مع القطب الاخر المقابل له وبذلك تكتمل دائره التوالي المكونه من الجوك والفتائل والستارتر فيسري تيار كهربائي في الدائره يؤدي الى تسخين فتائل مصباح الفلورسنت الى درجه عاليه فيؤدي هذا الامر الى تسخين غاز الاركون وحبيبات الزئبق الموجوده في انبوبة مصباح الفلورسنت وهذا التسخين يؤدي الى تأين غاز الاكون وتبخر حبيبات الزئبق داخل الانبوبه الزجايه لمصباح الفلورسنت وفي هذه اللحظه فان درجه حرارة قطبي البادىء ستنخفض نتيجة اتصالهما اتصال مباشر فيعود الى حالته الاولى فاصلا نقطتي التوصيل فتتكرر عملية الفصل والاتصال في الستارتر مما يؤدي الى ارتفاع وانخفاض التيار في دائره التوالي وهذا الامر سيؤدي الى انخافض وارتفاع التيار في الجوك ايضا على اعتبار الجوك مربوط على التوالي مع الدائره وبالتالي سيرتفع وينخفض الفيض المغناطيس في الجوك مما يؤدي الى تكون قوه دافعه كهربائيه عكسيه على طرفي مصباح الفلورسنت تقدر ب800 فولت اذا كان المصباح قدرته اربعين واط اي ان طول الانبوبه الزجاجيه للمصباح 4 قدم ونتيجه لارتفاع الفولتيه على طرفي الفلورسنت سيحدث عملية تغريغ كهربائي في الغاز الذي تم تسخينه من قبل الفائل وتأينه مما يؤدي الى اشتغال المصباح باعثا الاشعه المرئيه التي نستفاد منها في حياتنا اليوميه وبعد اشتغال المصباح ينخفض فرق الجهد ثانيه على طرفي المصباح ويكون اقل بكثير من جهد الاشتغال الاولي وفي هذه الاثناء يبدء التيار الكهربائي يمر من خلال الغاز المتأين في انبوبه المصباح ويكمل دائرته الكهربائي وبذلك يخرج الستارتر عن العمل بحيث اذا ماتم رفع الستارتر من قاعدة الفلورسنت بعد اشتغالها لايؤثر على عملها اطلاقا كما الجوك اثناء الاشتغال في لحظة اتصال قطبي الستارتر يمارس وظيفته الثانيه الا وهو خفض الفولتيه على طرفي فتائل المصباح حتى يحافظ عليها من الاحتراق كما وان المصابيح الاقتصاديه تعمل وفق نفس المبدء الذي يعمل به مصباح الفلورسنت مع فارق هو وجود دائره الكترونيه تسيطر على عمل المصباح الاقتصادي س- ماهي نظريه عمل مصباح الفلورسنت عند توصيل المصدر الى مصباح الفلورسنت وتأين غاز الاركون وتبخرحبيبات الزئبق فان هذا الامر سيؤدي الى وجود الكترونات حره داخل الانبوب ونتيجه لتوليد قوه دافعه كهربائيه عكسيه عاليه على طرفي الانبوبه الزجاجيه لمصباح الفلورسنت من قبل الجوك في اللحظات الاولى للاشتغال ستحدث عمليه تفريغ كهربائيه حيث يزداد تعجيل الالكترونات الحره وتتسارع بسرعه عاليه جدا فتصطدم بذرات الزئبق المتخبر والمثاره اصلا بالتسخين فيؤدي هذا الاصطدام الى اكتساب الكترونات الزئبق الى طاقه اضافيه الامر الذي يؤدي الى خروجها عن مدارات الاصليه والانتقال الى مدارات اعلى للطاقه وعند عودة الالكترونات الى مداراتها الاصليه سوف تشع الاشعه الفوق البنفسجيه الغير مرئيه وتصطدم هذه الاشعه بطلاء الفلورسنت الذي تم طلاء الانبوبه الزجاجيه به من الداخل فتعمل مادة الفلورسنت على امتصاص الاشعه فوق البنفسجيه واظهار الضوء المرئي لنا للاستفاده منه في حيتنا اليوميه |
|
ثانيا-مصابيح التفريغ الغازيه والبخاريه
س-ماهي انواع مصابيح التفريغ الغازيه والبخاريه توجد انواع كثيره من هذه المصابيح مثل مصابيح الصوديم والمصابيح الزئبقيه ومصابيح النيون تتكون هذه المصابيح بشكل عام من قطبين غير متصلين مباشرة مثبتين داخل غلاف زجاجي ذي شكل يلائم طبيعة عمل المصباح فقد يكون كمثريا او اسطوانيا كما في مصابيح الزئبق والصوديم او على شكل انابيب ملتويه مثل مصابيح النيون س-ماهي نظرية عمل مصابيح التفريغ الغازيه والبخاريه لاتختلف جميع انواع مصابيح التفريغ من نظرية العمل اذ انها تشع الموجات الضوئيه بعد اثارة الغاز او البخار الذي تحتويه فبعد ان يوصل قطبا المصباح الى مصدر للضغط تزداد سرعة الالكترونات الحره داخله لتنتقل نحو الانود وخلال مسيرتها تصطدم بذرات الغاز او بخار المعادن المستعمله في هذا النوع من المصابيح مما يؤدي الى انتقال الكتروناتها الى مستويات اعلى للطاقه وعند عودتها الى مستواها الاصلي تشع فوتونات وهي الاشعه المرئيه المنبعثه من هذا النوع من المصابيح ان سرعة انتقال الالكترونات الحره نحو الانود اكبر بكثير من سرعة انتقال الذرات المتأينه نحو الكاثود فتتجمع تلك الايونات حوله مكونه غمامه تسمى بشحنة الفراغ او فراغ فاراداي مسببه زياده كبيره في فرق الجهد بين الانود والكاثود ونتيجه لذلك تزداد سرعة قذف الايونات للكاثود وانطلاق الكترونات اضافيه محدثه تفريغا كهربائيا يبعث اشعه ضوئيه لذلك تم الاستفاده من هذه الظاهره في عمل مصابيح التفريغ الكهربائي دون الحاجه الى الجوك لرفع القوه الدافعه الكهربائيه وتدعى بالمصابيح المباشره كما في المصابيح الزئبقيه والصوديوم التي تشتغل اشتغالا مباشر اي تربط على مصدر الفولتيه مباشرة دون الحاجه الى جوك او القادح س-ماهي اهم انواع مصابيح التفريغ الغازيه والبخاريه هناك انواع عديده من هذه المصابيح ولكن اهمها هي ما يلي اولا- مصابيح الصوديوم يتكون من انبوب زجاجي داخل انبوب زجاجي اخر اكبرمنه في الحجم وكما في الاشكال التي امامك ويكون مفرغ من الهواء ويملىء الانبوب الداخلي بفاز النيون مع كميه من الصوديوم وعند توصيل المصباح الى مصدر للضغط تثار ذرات النيون باعثه اشعه ضوئيه حمراء ضعيفه تسبب رفع درجة حرارة المصباح فيتبخر الصوديوم ويزداد ضغطه وتبدء ذراته بالتأين فيحدث التفريغ الكهربائي بالمصباح فينبعث نتيجه لذلك اللون الاصفر الذي يتغلب على اللون الاحمر المنبعث عند بدء الاستغال ان مصابيح الصوديوم تقسم الى نوعين من حيث عملية الاشتغال والتفر يغ الكهربائي وهي كما يلي ا- مصابيح الصوديوم التي تشتغل بواسطة الجوك والقادح حيث تعتمد هذه الانواع من المصابيح في عملية التفريغ الكهربائي على الجوك والقادح اللذان يؤديان الى رفع القوه الدافعه العكسيه داخل المصباح لتسهيل عملية التفريغ الكهربائي ب- مصابيح الصوديوم المباشره وان هذ النوع يربط مباشرة على مصدر الفولتية وان عملية التفريغ الكهربائي فيه تعتمد على وجود فتائل التنكستن التي تساعد في رفع درجة حراره الغاز وبخار الصوديوم الامر الذي يؤدي الى التفريغ الكهربائي الاعتماد على نظرية شحنة الفراغ والتي تم شرحها سابقا |
|
ثانيا- المصابيح الزئبقيه
توجد انواع كثيره من هذه المصابيح وهي تختلف في التصاميم من حيث ضغط بخار الزئبق فهناك المصباح الزئبقي ذو الضغط المنخفض والمصباح الزئبقي ذو الضغط المرتفع والذي لايختلف عن المصباح الزئبقي ذو الضغط المنخفض سوى كون حجم انبوبة الاشتعال يكون اصغر حجم وبذلك تزداد درجة الحراره ويزداد ضغط بخار الزئبق وكلا النوعين يعمل بواسطة الخانق الذي يساعد في عملية التفريغ كما وتوجد مصابيح زئبقيه تعمل بدون خانق ولهذا يوجد نوعين من المصابيح وهي كما يلي ا-المصابيح الزئبيقيه ذات المحول او الجوك يتكون هذا النوع من المصابيح بنوعيه ذو الضغط المنخفض والضغط العالي من انبوب زجاجي يحتوي على قطبين رئيسيين تدعى بالكاثود والانود اضافه الى وجود قطب مساعد مجاور لاحد الاقطاب للمساعدة في تسخين الغاز حيث تكون الانبوبه الصغيره مفرغه من الهواء ويوجد في داخلها غاز الاركون اضافه الى كميه قليله من الزئبق ثم تغلق الانبوبه باحكام وتسمى بانبوبة الاشتعال وتغلف بغلاف خارجي من الزجاج كغلاف واقي للمحافظه على المصباح ويطلى الغلاف الخارجي من الداخل بمادة الفلورسنت لاظهار الاشعه المرئيه والمريحه للعين كما ويوضع في الغلاف الخاجي مقاومتان لهما قيم عاليه لتحديد التيار في الاقطاب المساعده وعند توصيل المصباح الى مصدر للفولتيه يتاين غاز الاركون محدثا تفريغا كهربائيا بين احد القطبين والقطب المساعد المجاور له مما يؤدي الى تأين غاز الاركون ومرور تيار كهربائي يؤدي الى ارتفاع درجه حرارة غاز الاركون الامر الذي يؤدي الى تبخر الزئبق وبمساعدة الخانق يحدث التفريغ الكهربائي داخل الانبوبه الصغيره وانبعاث اشعه ضوئيه غير مريحه للعين اضافة الى الاشعه فوق البنفسجيه فتصطدم هذه الاشعه بمادة الفلوسنت المطلي بها الغطاء الزجاجي الكبير من الداخل لتخرج لنا اشعه بيضاء مرئيه ومريحه للعين ويمكن ان نحصل على الوان اخرى من خلال طلاء الانبوب الكبيره بمادة الفلورسنت وفق الالوان التي نريدها كما وان الانبوب الزجاجي الواقي والكبير يفرغ من الهواء ايضا ويملىء بغاز النتروجين لغرض تبريد المصباح لان درجة حرارة المصباح تصل الى درجه حراره عاليه نسبيا ب- المصابيح الزئبقيه المباشره ان هذا النوع من المصابيح لايستعمل فيه الخانق للمساعده في عمليه التفريغ الكهربائي وانما يستخدم التنكستن لرفع درجه حرارة الغاز وبخار الزئبق الى درجات حراره عاليه الامر الذي يؤدي الى حدوث عملية التفريغ الكهربائي وبالتالي الحصول على الاشعه المرئيه وان مبدء عمل هذه المصابيح لايختلف عن مبدء عمل المصابيح السابقه |
|
ثالثا-مصابيح النيون
هناك انواع كثيره من هذه المصابيح وعلى اشكال هندسيه مختلفه حيث تتكون من ابوب رفيع وملتوي في نهايته قطبان يتصلان الى مصدر للفولتيه ويفرغ الانبوب ويملىء باحد انواع الغازات كالنيون او الهيليوم او غيرهما للحصول على الالوان المختلفه حيث تنبعث الاشعه الضوئيهمن الغاز المتأين بألوان تعتمد على نوع الغازالذي يحتويه الانبوب فالضوء الاحمر ينبعث من الانبوب المحتوي على غازالنيون في حين ينبعث الضوء الاصفر من الانبوب المحتوي على غاز الهليوم وتستخدم هذه المصابيح للاعلانات التجاريه ولاتستخدم للاناره ويتطلب في هذا النوع استخدام فولتيه عاليه لان التغريغ لايحدث في الفولتيات المنخفضه ولذلك يستعمل في هذا النوع من المصابيح محولات خاصه رابعا-انواع اخرى من المصابيح توجد انواع اخرى من المصابيح كمصابيح الزينون والهالوجين والهاليد ومصابيح الليزر ومصابيح الدايود لايت او ما تسمى باللد وغيرها ولكنها ليست مجال دراستنا في المرحله الحاليه |
|
المحاضره الحادي عشر -المرحله الاولى 27-2-2016 الموضوع الفواصم الكهربائيه وانواعها تعريف الفيوز وفائدته الفيوز او الفاصم هو اضعف نقطه في الدائره الكهربائيه وفائدته هو حمايه الدائره الكهربائيه من الزياده في التيار او في حالة حدوث دائرة قصر او مايدعى بالشورت حيث ينفصل الفيوز ويقطع مرور التيار الكهربائي س- ماهي انواع الفواصم تقسم الفواصم الى نوعين رئسيين وكل نوع يحوي انواع مختلفه من الفواصم وهي كما يلي اولا- فواصم الضغط الواطىء ثانيا- فواصم الضغط العالي ان موضوع دراستنا في المرحله الحاليه هو فواصم الضغط المنخفض وهذه الفواصم تقسم الى قسميين رئيسسيين ايضا وكل قسم يحتوي على انواع مختلفه من الفواصم وهي كما يلي اولا- الفواصم الاعتياديه ثانيا- الفواصم الاليه او الاوتوماتيكيه س- مالمقصود بالفواصم الاعتياديه وماهي مكوناتها الفواصم الاعتياديه هي تلك الفواصم التي تعتمد في عملها على انصهار السلك النحاسي اوسلك من الرصاص الموجود بداخلها والذي يعتبر اضعف نقطه في الدائره الكهربائيه حيث يكون في بداية الدائره الكهربائيه وبهذا يسيطر على التيار المار في الدائره فعند زيادة التيار اكثر من القيمه المقرره لهذه الدائره او حدوث دائرة قصر فان التيار سيرفع درجة الحراره في موصلات الدائره ولما كان الفيوز هو اضعف موصل في الدائره فانه سينصهر وبالتالي يقطع مرور التيار الكهربائي كما ويمكن استخدام اسلاك الفيوز من معادن اخرى وحسب الحجه من ذلك الفيوز وان هذه الانواع في مرحلتنا الحاليه هي ليست في مجال بحثنا وانما الذي يهمنا في المرحله الحاليه هي الفيوزات التي تستخدم في التأسيسات الكهربائيه وبعض الدوائر الكهربائيه البسيطه اما مكونات الفيوز الاعتيادي فيتكون من جزئين جزء متحرك وهو الذي يوضع فيه السلك النحاسي او سلك الرصاص او اي معدن اخر وجزء ثابت وهو مايدعى بقاعدة المصهر وقد يتكون من جزء واحد فقط في بعض الانواع كما في الفيوزات الحراريه والتي تعمل على حماية الدائره من ارتفاع درجة الحرارة والتي تستعمل في الاجهزه الحراريه كالشسوارات والافران وغيرها والذي عندما ينصهر يجب ان يبدل وان الفواصم الصغيره وذات التيارات الواطئه ممكن ان تصنع اجزائها من البلاستك او الزجاج او اي معدن اخر لان التيارات فيها ضعيفه وبالتالي درجة الحراره عندما ينصهر الفيوز تكون غير قادره على التاثير على اجزاء الفيوز الاخرى وانما تكون قادره فقط على صهر السلك الموجود داخلها اما الفيوزات ذات التيارات العاليه فتصنع اجزائها من الخزف وذلك لان التيار العالي يولد حراره عاليه وبالتالي سيؤثر على اجزاء الفيوز الاخرى عند زيادة التيار او حدوث دائره قصر وللمحافظه على اجزاء الفيوز لابد من ان تصنع من مواد تتحمل درجات الحراره العاليه ولذلك تصنع اغلب اجزاء الفيوزات من مادة الخزف التي تتحمل درجات حراره عاليه كما ويوجد في الجزء المتحرك لبعض انواع الفيوزات والتي تدعى بالكاترج باودر لغرض امتصاص الشراره التي قد تحدث وتقليل درجة الحراره حتى يتحمل الفيوز تيار اكثر وان جميع هذه الفواصم تعتمد في عملها على انصهار السلك الموجود داخلها ويمكن بعد ذلك تبديله كي يعمل الفاصم من جديد س-ماالمقصود بالفواصم الاليه او الاوتوماتيكيه المقصود بالفواصم الاوتوماتيكيه هي تلك الفواصم التي تفصل الدائره الكهربائيه عند زيادة التيار او حدوث دائرة قصر اليا ويمكن ان تعود الى العمل اليا دون الحاجه الى تبديل الفاصم وتقسم الى عدة انواع وهي كما يلي اولا- الفواصم الاليه الحراريه او ماتدعى بالاوفر لود ان فكرة عمل هذه الانواع من الفواصم تعتمد على ارتفاع درجة الحراره حيث يستخدم في هذا النوع من الفواصم قطعه ثنائية المعدن وتوضع هذه الانواع من الفواصم في اجهزة التسخين الكهربائيه وخزانات تسخين المياه او الافران او المدافىء الكهربائيه او توضع بين ملفات المحركات وغيرها فعند ارتفاع درجة الحراره اكثر من المقرر فان القطعه الثنائية المعدن ستتمدد بتقوس الامر الذي يؤدي الى فصل الدائره الكهربائيه عن ذلك الجهاز وعندما يبرد الجهاز تعود القطعه الثنائيه المعدن الى وضعها السابق الامر الذي يؤدي الى ايصال التيار الكهربائي الى الجهاز اليا وبدون اي تدخل من الاشخاص وهكذا يعمل هذا النوع من الفواصم اليا في فصل الدائره الكهربائيه وايصالها بالاعتماد على ارتفاع درجة الحرار ه وليس زيادة التيار ثانيا- الفواصم الاتوماتيكيه والتي تدعى بالسركت بريكر ان هذا النوع من السراكت يعمل اليا ايضا ولكنه عندما يفصل الدائره الكهربائيه لايعود اليا وانما يجب ان نعيده نحن من خلال عتله خاصه في اعلى السركت وهناك ثلاث انواع من هذه السراكت من حيث فكرة العمل وهي كما يلي ا-النوع الاول ويعتمد في فكرة عمله على قطعه ثنائيه المعدن ملفوف علها مقاومه حراريه او بدون ذلك فعند زيادة التيار في الدائره الكهربائيه او حدوث دائرة قصر فان التيار هذا سيؤدي الى ارتفاع درجة الحراره في القطعه الثنائية المعدن الامر الذي يؤدي الى تمددها بتقوس فعند تقوسها ستدفع العتله التي امامها فيؤدي ذلك الى قطع التيار الكهربائي ولايعود السركت الى وضعه الاصلي الابعد ان نعيده نحن ومن مساوىء هذا النوع من السراكت انه في حالة حدوث دائرة قصر فان المقاومه ستصبح صفر الامر الذي يؤدي الى ان يكون التيار اعلى مايمكن في الجهاز الكهربائي وان عملية تسخين القطعه الثانية المعدن تحتاج الى زمن معين كي تسخن الامر الذي قد يؤدي الى تلف الجهاز مهما كانت الفتره الزمنيه لتسخين القطعه الثنائية المعدن قصير لذلك نحتاج في حالة حدوث دائره قصر ان يفصل السركت في نفس اللحظه التي يزداد فيها التيار للحفاظ على الجهاز من التلف ب- النوع الثاني ويعتمد في فكرة عمله على المغناطيس الذي يولده ملف ومغناطيسي موجود في داخله فعند زيادة التيار اكثر من المقرر او حدوث دائرة قصر في الدائره الكهربائيه فان الفيض المغناطيسي سوف يزداد في الملف الامر الذي يؤدي الى جذب العتله التي امامه وبالتالي قطع التيار الكهربائي عن الجهاز ولايعود الى وضعه الاصلي الابعد ان نعيده نحن ولكن من مساوىء هذا النوع من السراكت انه يقطع التيار في اللحظه التي يحدث فيها اي زياده في التيار وهذا الامر يؤدي الى صعوبة استخدامه في الدوائر الكهربائيه التي تسيطر على محركات التيار المتناوب والتي تسحب تيار عالي في بداية الاشتغال ثم استقراره على قيمته الاسميه بعد ذلك حيث يفصل هذا النوع من السراكت في بداية الاشتغال لان هناك زياده في التيار ج- النوع الثالث ويعتمد في فكرة عمله بجمع القطعه الثنائية المعدن مع الملف المغناطيسي في سركت واحد اي جمع مواصفات النوعين السابقين مع بعض للتغلب على زيادة التيار الاني كما في بداية اشتغال محركات التيار المتغير حيث لايفصل السركت عند بداية الاشتغال والتغلب على التيار العالي عند حدوث دائرة قصر وذلك بفصل الدائره الكهربائيه في لحظة حدوث الشورت او مايدعى بدائرة القصر لحماية الجهاز من التلف ولهذا يمكن استعمال هذه الانواع من السراكت في مختلف الدوائر الكهربائيه د-السراكت الهوائيه تعتمد هذه السراكت على نفس المبادىء اعلاه وهي تستعمل في التيارات العاليه وذات انواع احجام مختلفه وحسب قدرتها وقيمة التيار الذي تتحمله وهي ليست موضوع بحثنا في هذه المرحله من الدراسه |
المحاضره الثانيه عشر- المرحله الاولى -10-302016 -الموضوع قوانين كيرشوف
س-ماهو قانون كيرشوف الاول
ان قانون كيرشوف الاول ينص على مايلي
ان مجموع التيارات الكهربائيه الداخله الى نقطه توصيل بدائره كهربائيه تساوي مجموع التيارات الخارجه من تلك النقطه
اي ان المجموع الجبري للتيارات الكهربائيه في تلك النقطه يساوي صفر
س-ماهو قانون كيرشوف الاول
ان قانون كيرشوف الاول ينص على مايلي
ان مجموع التيارات الكهربائيه الداخله الى نقطه توصيل بدائره كهربائيه تساوي مجموع التيارات الخارجه من تلك النقطه
اي ان المجموع الجبري للتيارات الكهربائيه في تلك النقطه يساوي صفر
مثال
في الدائره الكهربائيه المبينه في الشكل التاليR1جد شدة التيار الكهربائي المار في المقاومه
في الدائره الكهربائيه المبينه في الشكل التاليR1جد شدة التيار الكهربائي المار في المقاومه
I1=I2+I3
I1=4+3=7A R1 امبير التيار المار في
I1=4+3=7A R1 امبير التيار المار في
مثال
في الدائره الكهربائيه المينه في الشكل التالR2جد التيار الكهربائي المار في المقاومه
في الدائره الكهربائيه المينه في الشكل التالR2جد التيار الكهربائي المار في المقاومه
I1+I2+I3=I4+I5+I6
2+I2+3=6+5+4
I2=6+5+4-2-3=10A R2 التيار المار في المقاومه
2+I2+3=6+5+4
I2=6+5+4-2-3=10A R2 التيار المار في المقاومه
س-ماهو قانون كيرشوف الثاني
يقصد بقانون كيرشوف الثاني ميلي
ان محصلة القوه الدافعه الكهربائيه في اي دائره كهربائيه مغلقه تساوي المجموع الجبري لحاصل ضرب شدة التيار في المقاومه الكهربائيه في كل جزء من اجزاء الدائره الكهربائيه
اي ان
االقوه الدافعه الكهربائيه =المجموع الجبري للجهود حول كل مقاومه في الدائره المغلقه
حول كل مقاومهIRق.د.ك=مجموع
او
القوه الدافعه الكهربائيه -المجمع الجبري لفرق الجهد حول كل مقاومه =صفر
س-كيف يتم الحل رياضيا لدائره كهربائيه مغلقه بتطيق قانون كيرشوف الثاني
ولاجل تشكيل معادله رياضيه لدائره كهربائيه مغلقه من اجل ايجاد الحل المناسب لها نتبع الخوات التاليه
اولا-البدء من احدى نقاط الدائره الكهربائيه المغلقه والدوران حولها الى ان نعود الى نفس نقطة البدايه
ثانيا- تعين اتجاه التيار المار في الدائره المغلقه
ثالثا - ملاحظة اتجاه التيار المار في المقاومه فاذا كان اتجاه التيار المار في المقاومه متفق مع اتجاه تيار الدائره المغلقه اي بنفس اتجاهه فيعطى في هذه الحاله الاشاره السالبه اي هبوط في الجهد
رابعا- اما اذا كان اتجاه التيار المار في المقاومه هو عكس اتجاه تيار الدائره المغلقه فيعطى الاشاره الموجبه
خامسا-اما بالنسبه لفرق الجهد فاذا كان اتجاه التيار من القطب الموجب الى القطب السالب في هذه الحاله يعطى الاشاره السالبه
سادسا-اما اذا كان اتجاه التيار من القطب السالب الى القطب الموجب فيهذه الحاله يعطى الاشاره الموجبه
ولتوضيح هذه النقاط نلاحظ المثال التالي
انأخذ الدائره الكهربائيه المغلقه
ABCDA
Aنقطة البدايه هي النقطه
يقصد بقانون كيرشوف الثاني ميلي
ان محصلة القوه الدافعه الكهربائيه في اي دائره كهربائيه مغلقه تساوي المجموع الجبري لحاصل ضرب شدة التيار في المقاومه الكهربائيه في كل جزء من اجزاء الدائره الكهربائيه
اي ان
االقوه الدافعه الكهربائيه =المجموع الجبري للجهود حول كل مقاومه في الدائره المغلقه
حول كل مقاومهIRق.د.ك=مجموع
او
القوه الدافعه الكهربائيه -المجمع الجبري لفرق الجهد حول كل مقاومه =صفر
س-كيف يتم الحل رياضيا لدائره كهربائيه مغلقه بتطيق قانون كيرشوف الثاني
ولاجل تشكيل معادله رياضيه لدائره كهربائيه مغلقه من اجل ايجاد الحل المناسب لها نتبع الخوات التاليه
اولا-البدء من احدى نقاط الدائره الكهربائيه المغلقه والدوران حولها الى ان نعود الى نفس نقطة البدايه
ثانيا- تعين اتجاه التيار المار في الدائره المغلقه
ثالثا - ملاحظة اتجاه التيار المار في المقاومه فاذا كان اتجاه التيار المار في المقاومه متفق مع اتجاه تيار الدائره المغلقه اي بنفس اتجاهه فيعطى في هذه الحاله الاشاره السالبه اي هبوط في الجهد
رابعا- اما اذا كان اتجاه التيار المار في المقاومه هو عكس اتجاه تيار الدائره المغلقه فيعطى الاشاره الموجبه
خامسا-اما بالنسبه لفرق الجهد فاذا كان اتجاه التيار من القطب الموجب الى القطب السالب في هذه الحاله يعطى الاشاره السالبه
سادسا-اما اذا كان اتجاه التيار من القطب السالب الى القطب الموجب فيهذه الحاله يعطى الاشاره الموجبه
ولتوضيح هذه النقاط نلاحظ المثال التالي
انأخذ الدائره الكهربائيه المغلقه
ABCDA
Aنقطة البدايه هي النقطه
سالب هبوط في الجهد =I1R1
سالب هبوط في الجهد=I2R2
سالب هبوط في الجهد=I3R3
موجب ارتفاع في الجهد=I4R4
موجب ارتفاع في الجهد=E1
سالب هبوط في الجهد=E2
-I1R1-I2R2-I3R3+I4R4+E1-E2=0
E1-E2=I1R1+R2I2+I3R3-I4R4
سالب هبوط في الجهد=I2R2
سالب هبوط في الجهد=I3R3
موجب ارتفاع في الجهد=I4R4
موجب ارتفاع في الجهد=E1
سالب هبوط في الجهد=E2
-I1R1-I2R2-I3R3+I4R4+E1-E2=0
E1-E2=I1R1+R2I2+I3R3-I4R4
مثال
لكل منهما فولتيه 6 فولت و4 فولت على التوالي مقاومتهما الداخليه مهمله مربوطه على التواليE2, E1.بطاريتان
مع مقاومتين 20 اوم و5اوم كما في الشكل احسب تيار الدائره وفرق الجهد على طرفي كل مقاومه
لكل منهما فولتيه 6 فولت و4 فولت على التوالي مقاومتهما الداخليه مهمله مربوطه على التواليE2, E1.بطاريتان
مع مقاومتين 20 اوم و5اوم كما في الشكل احسب تيار الدائره وفرق الجهد على طرفي كل مقاومه
الحل
نقطة البدايه هي النقطه (ج) اتجاه دوران التيار الكهربائي عكس عقرب الساعه
E1-IR1+E2- IR2=0
E1+E2=IR1+IR2
E1+E2= I(R1+R2)
6+4 =I(20+5)
I= 10/ 25= 0.4 امبيرتيار الدائره
VR1==IR1
VR1=0.4X20 =8 فولت فرق الجهد على المقاومه الاولى
VR2=IR2
VR2= 0.4X5= 2 فولت في الجهد على المقاومه الثانيه
نقطة البدايه هي النقطه (ج) اتجاه دوران التيار الكهربائي عكس عقرب الساعه
E1-IR1+E2- IR2=0
E1+E2=IR1+IR2
E1+E2= I(R1+R2)
6+4 =I(20+5)
I= 10/ 25= 0.4 امبيرتيار الدائره
VR1==IR1
VR1=0.4X20 =8 فولت فرق الجهد على المقاومه الاولى
VR2=IR2
VR2= 0.4X5= 2 فولت في الجهد على المقاومه الثانيه
مثال
لوفرضنا ان الدائره الكهربائيه هي نفس الدائره في المثال السايق ولكن البطاريتين متعاكستين احسب مقدار القدره المصروفه R1, R2في المقاومات
لوفرضنا ان الدائره الكهربائيه هي نفس الدائره في المثال السايق ولكن البطاريتين متعاكستين احسب مقدار القدره المصروفه R1, R2في المقاومات
الحل
نقطة البدايه من نقطة (ج) اتجاه دوران التيار الكهربائي عكس عقرب الساعه
E1-IR1-E2-IR2=0
E1-E2=IR1+IR2
E1-E2=I(R1+R2)
I=E1-E2-/R1+R2
I= 6-4/20=5= 2/25= 0.08 امبير التيار المار في الدائره
V1= IXR1
V1=0.08X 20 = 1.6 فولت الفولتيه حول طرفي المقاومه الاولى
V2= IXR2
V2= 0.08 X5 =0.4 فولت الفولتيه حول طرفي المقاومه الثانيه
P1= V1 XI =1.6 X 0.08 =0.128 واط القدره المصروفه في المقاومه الاولى
P2= V2 X I =0.4 X 0.08 =0.032 واط القدره المصروفه في المقاومه الثانيه
نقطة البدايه من نقطة (ج) اتجاه دوران التيار الكهربائي عكس عقرب الساعه
E1-IR1-E2-IR2=0
E1-E2=IR1+IR2
E1-E2=I(R1+R2)
I=E1-E2-/R1+R2
I= 6-4/20=5= 2/25= 0.08 امبير التيار المار في الدائره
V1= IXR1
V1=0.08X 20 = 1.6 فولت الفولتيه حول طرفي المقاومه الاولى
V2= IXR2
V2= 0.08 X5 =0.4 فولت الفولتيه حول طرفي المقاومه الثانيه
P1= V1 XI =1.6 X 0.08 =0.128 واط القدره المصروفه في المقاومه الاولى
P2= V2 X I =0.4 X 0.08 =0.032 واط القدره المصروفه في المقاومه الثانيه
مثال
دائره كهربائيه كما في الشكل ادناه تتكون من ثلاث مقاومات
R1=20 اوم R2=5 اوم R3= 6 اوم
E1=140 فولت E2= 90 فولت
احسب قيمة التيار في فروع الدائره الكهربائيه والقدره الكهربائيه المصروفه في المقاومات
دائره كهربائيه كما في الشكل ادناه تتكون من ثلاث مقاومات
R1=20 اوم R2=5 اوم R3= 6 اوم
E1=140 فولت E2= 90 فولت
احسب قيمة التيار في فروع الدائره الكهربائيه والقدره الكهربائيه المصروفه في المقاومات
الحل
لنأخذ الدائره أب ج م وأ اتجاه دوران التيار الكهربائي باتجاه عقرب الساعه
(1)....E1-R1. i1 - R3( i1- i2) = 0
لنأخذ الدائره ب ج د م ب اتجاه دوران التيار الكهربائي باتجاه عقرب الساعه
(2)......E2 +R3( i1-i2)- R2.i2 =0
والان لنحل هاتين الدالتين
(1).....140- 20 i1-6 (i1-i2) =0
140-20 i1 - 6 i1 +6 i2 = 0
(1)......140 = 26 i1-6 i2
(2).......-90 + 6(i1-i2 ) - 5 i2 =0
-90+6 i1 -6 i2 -5 i2=0
(2)....... 90 = 6 i1- 11 i2
نضرب المعادله 1 في 6
(1)...... 6X 140= 6 X 26 i1-6 X6 i2
نضرب المعادله 2 في 26
(2)...... 26 X90 = 26 X6 i1 + 26 X 11 i2
نطرح معادله 2 من معادله 1
1500-= 250 i2
i2=-1500/250=-6 امبير
i2بالتعويض عن قيمة
في المعادله 2
90 = 6 i1-11 X-6
90- 66 =6 i1
i1=24 /6 =4 امبير
i3= 4 X - (-6)
i3= 10 امبير
2
P1= i1.R1
P 1 = 4X4X20 = 320 واط
2
P2 = i2 XR2
P2= -6X-6 X 5 = 180 واط
2
P3= i 3 x R3
P3= 10 X10 X6 =600 واط
|
المحاضره الثالثه عشر-المرحله الاولى
3-4-2016 الموضوع-الكهربائيه المستقره س- ماهي مكونات الذره تتكون الذره من الالكترونات والبروتونات والنيوترونات والذي يهمنا في موضوعنا هذا هو البرتون والالكترون اما البروتون فيحمل شحنه موجبه وان الالكترون يحمل شحنه سالبه وان الذره تحمل عدد ثابث ومتساوي من الالكترونات والبروتونات كي تكون متعادله الشحنه اما اذا زاد عدد الالكترونات او قل عن العدد المعلوم للذره عند ذاك تصبح الذره ايون س-ماهي المادة الجيدة التوصيل للكهربائيه هي تلك الماده ذات مقاومه كهربائيه قليله وان الالكترونات تتحرك داخلها بحريه كامله س-ماهي الماده العازله هي تلك الماده ذات مقاومه كهربائيه عاليه وان الالكترونات ليس لها حرية التحرك داخلها س-هل تتحطم الالكترونات او البروتونات عند حدوث اي عمليه كهربائيه من المعلوم ان الالكترونات او البروتونات لاتتحطم او تختفي عند حدوث اية عمليه كهربائيه فان اي شحنه سالبه يجب ان يقابلها وجود شحنه موجبه فاذا وضع جسم مشحون بشحنه سالبه قرب جسم اخر غير موصل الى الارض فان شحنه موجبه ستظهر عل الطرف القريب من الجسم المشحون بالشحنه السالبه اما الطرف البعيد فستظهر عليه الشحنه السالبه واذا ما زدنا الشحنه السالبه اكثر فان هنال احتمال الى حصول تفريغ كهربائي بين الجسمين وحدوث شراره كهربائيه واذا رفع الجسم المشحون بالشحنه السالبه من مكانه فان الشحنات التي كانت قد ظهرت على الجسم الاخر تختفي حالا وفي حلة لمس الجسم في الطرف البعيد المحتوي على الكترونات قبل رفع الجسم المشحون سوف تنتقل الشحنات السالبه الى الارض وعنداك تظهر على الجسم شحنات موجبه فقط بعد رفع الجسم المشحون واذا تراكمت كميه كبيره من الشحنات على الجسم امكن لهذا الجسم ان يكتسب فرق جهد كبير بالنسبه الى الارض او اي جسم اخر قريب منه ذو شحن مختلفه وبالتالي يمكن ان يحدث التفريغ الكهربائي كما هو واضح لنا عندما تحدث الصواعق وكيف تفرغ الغيوم شحناتها الكهربائيه او حدوث تغريغ كهربائي بين جسمين مختلفين الشحنه اثناء ارتداء ملابسنا او تمشيط شعرنا وغير ذلك من عمليات التغريغ الكهربائي س-ماهي طرق توليد الكهربائيه الساكنه هناك عدة طرق لتوليد الكهربائيه المستقره منها اولا- طريقة انفصال الاجسام عن بعضها اذ ان الشحنات المستقره الموجبه والسالبه موجوده بشكل زوجي وعند فصل الاجسام تنفصل الشحنات كذلك ثانيا-طريقة الدلك حيث يمكن الحصول على الشحنات بواسطة دلك المواد مع بعضها فمثلا عند دلك الابونايت بواسطة الفرو نحصل على الشحنات السالبه حيث تنتقتل بعض الالكترونات من الفرو الى اللابونايت فتصبح شحنة الابونايت سالبه اما عند دلك الزجاج بواسطة الحرير فنحصل على الشحنات الموجبه حيث تنتقل بعض الالكترونات من الزجاج الى الحرير فتصبح شحنة الزجاج موجبة الشحنه ثالثا- طريقة التلامسه وتتم من خلال ملامسة جسم مشحون يشحنه معينه مع جسم اخر غير مشحون حيت يتم شحن الجسم الغير مشحون بنفس شحنة الجسم المشحون رابعا- طريقة الحث حيث يتم تقريب جسم مشحون من جسم اخر غير مشحون دون ملامسته فتظهر على الجسم الغير مشحون شحنه مغايره للجسم المشحون في المنطقه القريبه والمقابله للجسم المشحون اما الطرف البعيد فستظهر عليه نفس شحنة الجسم المشحون وعند توصيل الجسم الذي ظهرة عليه الشحنه الى الارض فانه سيشحن بشحنه مغايره للجسم المشحون القريب منه خواص الشحنات الكهربائيه اولا-الشحنات الكربائيه المختلفه تتجاذب والشحنات المتشابهه تتنافر فلو شحنا الكشاف الكهربائي بشحنه معينه فان ورقتا الكشاف ستنفرج دليل عل تنافر الشحنات ثانيا-الشحنات الكهربائيه تستقر على السطوح الخارجيه للاجسام المشحونه ثالثا-كافة الشحنات تكون اكبر في الاماكن الاكثر تحدبا في الاجسام المحاضره الرابعه عشر -11-4-2016 الموضوع- المتسعات س- ماهي مكونات المتسعه تتكون المتسعه او المكثف في ابسط حالاته من موصلين متقابلين معزولين عن بعضهما بماده عازله وغالبا ما تستعمل صفائح الالمنيوم الرقيقه لصنع المتسعات حيث يتقابل لوحان مع بعضهما ويوضع بينهما ماده عازله وقد تستعمل معادن اخرى اضافه الى الالمنيوم لصنع الواح المكثفات اما العوازل المستعمله في المتسعات فهي اما الورق المشبع بزيت البرافين او المايكا او الهواء او زيت المكثفات وبعض العجائن وتوجد انواع اخرى غير ما ذكر من العوازل المستعمله في المكثفات س- ماهي انواع المكثفات تقسم المتسعات او المكثفات الى قسمين رئيسين هما اولا-المكثف المتغير يتركب هذا النوع من المكثفات من الواح من الالمنيوم او من النحاس على شكل دائري او بيضوي مثبتة في محور بطريقه تسمح لها بالتداخل فيما بينها وين الواح اخرى مشابهه لها في الشكل والمساحه ونوع المعدن دون ان تمسها والعازل في هذا النوع من المكثفات يكون الهواء سعة المتسعه تتوقف على مساحة الاجزاء المتداخله فكلما زادت هذه المساحه زادت سعة المتسعه حيث تكون في قيمتها الصغرى عندما تكون الالواح خارجه عن بعضها وتصل الى قيمتها العظمى عندما تكون الالواح متداخله تماما مع بعضها وتستعمل مثل هذه الانواع من المكثفات في بعض الاجهزه الالكترونيه ثانيا- المكثف الثابت ويقصد بالمكثف الثابت هو المكثف الذي لاتتغير قيمة سعته ويتكون هذا النوع من المكثفات من صفيحتي معدن الالمنيوم او النحاس متقابلين تفصل بينهما مادة عازله ذات سمك ثابت وتختلف هذه المتسعات عن بعضها نسبه الى نوع الماده العازله ومن هذه المكثفات ا-المكثفات الورقيه ب- المكثفات الزيتيه ج-المكثفات الخزفيه د-المكثفات ذات المحلول الكهربائي او ماتدعى بالالكتروليتيه هناك انواع مختلفه وعديده من المكثفات منهاالورقيه وتكون الماده العازله لها هي الورق او الورق المشبع بزيت البرافين او قد تكون الماده العازله من الزيت او الخزف اما المكثفات ذات المحلول فتكون فيها الماده العازله عباره عن محلول كهربائي ويثبت عليها القطبيه الموجبه والسالبه اذا كانت تستعمل في دوائر التيار المستمر كما وتثبت على كل انواع المكثفات قيمة السعه اضافه الى الجهد الكهربائي وقيمة قدرتها ايضا وان المكثفات التي تستعمل في دوائر التيار المتناوب لاتحتاج الى كتابة القطبيه عليها س-كيف يتم شحن المتسعه ان لوحي المكثف غيرالموصل الى المصدر الكهربائي يكونان متعادلين وعند وضع فرق جهد بين اللوحين من اجل شحن المكثف تنتقل الالكترونات (الشحنات السالبه)من القطب السالب للمصدر الى اللوح المتصل به وتستمر بالانتقال الى ان تتم حالة الاشباع حيث تظهر على ذلك اللوح الشحنه السالبه وفي هذه الحاله تتوقف حركة انتقال الالكترونات من القطب السالب الى ذلك اللوح بسبب التنافر بين الشحنات المتشابهه بين اللوح والقطب السالب للمصدر كما ان اللالكترونات الموجوده على اللوح الثاني للمكثف تنتقل الى القطب الموجب للمصدر بسبب تنافرها مع الشحنات السالبه للوح الاول وتجاذبها مع القطب الموجب للمصدر وبهذا يكون لوحا المكثف قد شحنا احدهما بالشحنات السالبه والاخر بالشحنات الموجبه وان المجموع الجبري لشحنتيه يساوي صفر لان الشحنات على اللوح السالب تساوي الشحنات على اللوح الموجب وبهذا يكون المكثف قد استوعب كميه كافيه من الشحنات وكميه الشحنات التي يستوعبها المكثف عند تسليط فرق الجهد على طرفيه تسمى سعة المكثف س- ما المقصود بسعة المتسعه تعرف سعة المكثف انها كمية الشحنات الكهربائيه التي يستوعبها المكثف عند تسليط فرق جهد كهربائي معين على وتقاس بالفارادCطرفيه ويرمز لها بالحرف س- ماهو الفاراد الفاراد وحدة قياس سعة المتسعه ويعرف بانه سعة المتسعه التي تتطلب فر ق جهد فولت واحد للحصول على شحنه مقدارها كولوم واحد على ذلك المكثف ويمكن حساب السعه وفق العلاقه الرياضيه التاليه سعة المكمثف=كمية الشحنه/ فرق الجهد على طرفي المكثف اي ان الفاراد = كولوم/ فولت اي ان C=Q/V حيث ان Q= كمية الشحنه ووحدتها الكولوم V= فرق الجهد على طرفي المكثف ووحدته الفولت C= سعة المتسعه ووحدتها الفاراد ان الوحده الاساسيه لقياس السعه هي الفاراد ويرمز لها Fبالحرف ويعد الفاراد وحدة قياس كبيره جدا لذلك جزء الفاراد الى وحدات صغيره تستعمل في قياس سعة المكثف وهي uFاولا- المايكروفاراد ويرمز له nFثانيا- النانو فاراد ويرمز له pF ثالثا- البيكو فاراد ويرمز له لذلك فان كل 6 1F =10 uF 9 1F = 10 nF 12 1F = 10 pF او -6 1uF =10 F -9 1nF = 10 F -12 1pF= 10 F س-ماهي العوامل المؤثره على سعة المتسعه توجد ثلاث عوامل رئيسيه تؤثر على سعة المتسعه وهي اولا-المساحه السطحيه لصفائح المتسعه ان سعة المكثف تتناسب طرديا مع المساحه السطحيه للصفائح فاذا زادت مساحة اللوح ازدادت سعة المكثف وذلك لزيادة استيعابه للشحنات الكهربائيه وتقل سعة المتسعه اذا قلت المساحه السطحيه للصفائح لذلك نجد ان المكثفات الورقيه تصنع من صفائح رقيقه جدا من الالمنيوم تلف على بعضها لزيادة المساحه السطحيه لها للحصول على اكبر سعه ممكنه ثانيا- المسافه بين الصفائح تقل السعه عندما تزداد المسافه بين صفائح المتسعه وتزداد كلما قلت المسافه بيهما اي يوجد تناسب عكسي بين سعة المكثف والمسافه بين صفائحه لذلك يوضع بين الصفائح المعدنيه عازل ذو قابلية عزل كبيره وتضغط الصفائح المعدنيه على العازل بشده لتقليل المسافه بينهما ثالثا-الماده العازله بين الصفائح تتغير سعة المتسعه بتغير الماده العازله الموجوده بين الصفائح ويعد الهواء الوحده الاساسيه لمقارنة قابلية عزل المواد الاخرى المستعمله في المكثفات فاذا كانت للمكثف سعه معينه في حالة كون الهواء هو الماده العازله بين الصفائح فان استعمال مواد اخرى عازله عوضا عن الهواء سيؤدي الى زيادة السعه والقانون التالي يبين العلاقه بين العوامل المذكوره والسعه C= k.E0.A/ d c=سعة المتسعه بوجود العازل وتقاس بالفاراد k=ثابت عزل المادة العازله وهو كميه نسبيه -12 معامل عزل الهواء ويقاس بالفاراد/مترE0= 10X8.85 A= مساحه الصفيحه الواحده وتقاس بالمتر المربع d=المسافه بين الصفيحتين وتقاس بالمتر ا مثال مكثف يتكون من صفحتين ابعادها 50و30 سم والمسافه بينهما 4ملم وضع بينهما عازل من الزجاج ثابت عزله 4 احسب سعة المتسعه اذا علم ان ثابت عزل الهواء -12 10x8.85 المعطيات الطول =50سم نحوله الى المتر 50/100 =0.5 العرض=30سم نحوله الى المتر 30/100=0.3 البعد بين الصفيحتين=4ملم نحوله الى المتر4/1000=0.004 ثابت عزل العازل بين الصفحتين= 4 A= 0.3x0.5 =0.15 متر مربع c= k.E0.A/d -12 c= 4 x10 x8.85 x0.15/ 0.004 -12 c=10 x1327.5 فاراد مثال مكثف يتالف من صفحتين معدنيتين مساحةكل منها 11 سنتيمتر مربع والمسافه بينهما 2 مليمتر يفصل بينهما عازل ثابت عزله 6 احسب سعة المكثف علما ان ثابت عزل الهواء -12 10x8.85 فاراد/ متر ثم احسب سعته عندما يصبح البعد بين الصفحتين 2.5 ملم المعطيات A=11 سنتيمتر مربع وتساوي بعد تحويلها للمتر 0.0011 d1 =2 ملم وتساوي بعد تحويلها للمتر0.002 d2= 2.5 ملم وتساوي بعد تحويلها للمتر0.0025 K= 6 -12 E0= 10X8.85 C1= K . E0.A/ d1 -12 -12 c1= 6x10x8.85x0.0011/0.002=10x29.205 فاراد c2= k. E0 A /d2 -12 -12 c2=6x10x8.85x0.0011/0.0025=10x23.364 فاراد توصيل المكثف دائرة التيار المستمر عند توصيل المكثف الى دائرة التيار المستمر وكما موضح في الشكل ويكون المفتاح في هذه الحاله موصل في نقطه رقم 1 نلاحظ ان جهاز الاميتر والموصل على التوالي مع المكثف يؤشر اعلى قيمه للتيار في لحظة توصيل الدائره الكهربائيه ثم يبدء بالانخفاض الى ان يصل المؤشر الى الصفر اما فرق الجهد على طرفي المكثف فانه يبدء بالارتفاع الى ان يصل المكثف الى الشحن التام ومن ذلك نستدل ان التيار المستمر في دائره المكثف يتوقف عن السريان عندما يصل المكثف الى الشحن التام وبعد فصل المكثف عن الدائره الكهربائيه يبقى محتفظا بشحنته وعند عمل دائرة قصر على طرفي المكثف بعد تحويل المفتاح على النقطه رقم 2 يتم تفريغه ونلاحظ في هذه الحاله ان الاميتر يؤشر اعلى قيمه ثم ينخفض الى الصفر اما فرق الجهد فيبدء بالانخفاض الى ان يصل الى الصفر توصيل المكثف في دائرة التيار المتناوب عند توصيل المكثف الى مصدر للتيار المتناوب كما في الشكل ادناه نلاحظ ان المصباح الموصل معه بالتوالي يبقى متوهجا بصوره مستمره مما يدل على ان التيار المتناوب في دائرة المكثف يستمر في السريان ان استمرار مرور التيار الكهربائي خلال المكثف يعزى الى تذبذب التيار وتغير قطبيته بين السالب والموجب على طرفي المكثف مما يؤدي الى استمرار التيار خلال المكثف ويبدي المكثف مقاومه لمرور التيار من خلاله في حالة التيار المتناوب وتسمى هذه المقاومه بالمقاومه الاستاتيكيه XCويرمزلها الرمز ووحدة قياسها الاوم وتعمتمد هذه المقاومه على سعة المتسعه ومقدار تردد التيار حيث تتناسب المقاومه الاستاتيكيه للمكثف تناسبا عكسيا معهاويمكن حساب المقاومه الاستاتيكيه وفق العلاقه التاليه XC =1/ 2TTFC حيث ان C= سعة المكثف مقاسه بالفاراد TT= النسبه الثابته F =ذبذبة التيار المتناوب في الثانيه الواحده ومن خلال العلاقه اعلاه نلاحظ ان المقاومه الاستاتيكيه للمكثف في دائرة التيار المتناوب تعتمد على قيمة الذبذبه فعندما تكون قيمة الذبذبه تساوي صفر فان المقاومه الاستاتيكيه تكون مالانهايه وعندما تكون الذبذبه ذات قيمه كبيره جدا في المقاومه الاستاتيكيه تقترب من الصفر الطاقه المخزونه في المتسعه عند توصيل المكثف الى دائرة التيار المستمر وفصله منها تبقى الشحنه مخزونه فيه وان هذه الشحنه يستفاد منها في تغذية دوائر كهربائيه معينه لفتره قصيره وذلك عندما ينقطع المغذي وان هذه الشحنات المخزونه في المكثف تعد طاقه كهربائيه يمكن حسابها للاستفاده منها في الدوائر الكهربائيه عندما تكون سعة المتسعه ثابته ان قيمة فرق الجهد تتغير تبعا لقيمة الشحنه وبما ان الخط البياني الذي يربط مابين فرق الجهد والشحنه هو خط مستقيم يبدء من الصفر كما موضح Qفي الشكل فان الطاقه المطلوبه لشحن المكثف بشحنه يحسب من مساحة المثلث ا,ب,ج Vولفرق جهد مقداره المبين في الشكل حيث الضلع اب يمثل الشحنه والضلع ب ج يمثل فرق الجهد ولما كانت مساحة المثلث= 1/2 القاعده في الارتفاع EP =1/2X QXV وحيث ان Q=CV اذن 2 EP=1/2XCX V 2 EP=Q/2C حيث ان EP=الطاقه المخزونه في المتسعه ووحداتها جول او واط ثانيه C=سعة المتسعه وتقاس بالفاراد V= فرق الجهد على طرفي المكثف ويقاس بالفولت Q= شحنة المكثف وتقاس بالكولوم قدرة المتسعه يمكن حساب قدرة المتسعه وفق العلاقه التاليه P= PE/t حيث ان P=القدره مقاسه بالواط PE=الطاقه مقاسه بالجول t= الزمن مقاس بالثانيه ا |
|
مثال
مكثف المساحه السطحيه لكل لوحه من الواحه 300سنتيمتر مربع والمسافه بينهمل 2 مليمتر احسب الطاقه المخزونه فيه عندما يكون فرق الجهد على طرفيه 200 فولت والعازل هو الهواء المعطيات A= 300سنتمتر نحوله الى المتر A= 300/ 100= 3 متر d= 2 ملم نحوله الى المتر d= 2/ 1000 =0.002 v= 200 -12 E0=8.85X10 C=KXE0X A/ d -12 c= 8.85x10x3/0.002 -12 c=13.275 x10 فاراد 2 PE=CV /2 -12 PE= 13.275X10X40000/2 -12 PE=265.5X10 جول |
|
مثال
مكثف 50 مايكروفاراد ربط بمصدر ضغط 230 فولت وتردد 50 ذبذبه في الثانيه احسب قيمة المقاومه الاستاتيكيه للمكثف وشحنته المعطيات C=50uF V=230 f=50 XC=1/ 2TTfC -6 XC= 1/ 2X50X50X10X 3.14 6 XC= 10 /50X314 XC=63.69 اوم Q= VC -6 Q= 230X 50X 10 -6 Q= 11500X10 كولوم |
|
مثال
2uFما مقدارالطاقه الكهربائيه المختزنه في المجال الكهربائي لمتسعه سعتها 10uSاذا شحنت بفرق جهد 5000 فولت وما مقدار القدره التي نحصل عليها عند تفريغها بزمن 2 PE=CV/2 2 2 PE= 2X10 X(5000) /2 -6 6 PE= 10X 25 X10 PE =25 جول P= PE/ T -6 P= 25/ 10X10 5 P= 25 X10 واط |
|
ربط المتسعات س- ماهي طرق ربط المتسعات تربط المتسعات بثلاث طرق هي اولا- ربط التوالي ثانيا- ربط التوازي ثالثا- ربط مركب س- ما هي الفائده من ربط المتسعات بالطرق اعلاه للحصول على سعه معينه فعندما لاتتوفر هذه السعه بمكثف واحد تربط مجموعه من المكثفات بطرق مختلفه من اجل الحصول على السعه المطلوبه اولا- ربط المتسعات على التوالي س-كيف يتم ربط المتسعات على التوالي من اجل الحصول على ربط المتسعات ربطا تواليا تؤخذ مجموعه من المكثفات حيث تربط بدايه المكثف الاول مع احد اقطاب المصدر ونهايته مع بداية المكثف الثاني ونهاية المكثف الثاني مع بديه المكثف الثالث وبدايه المكثف الثالث مع بداية الذي يليه وهكذا حتى نصل الى المكثف الاخير حيث تربط نهايته في القطب الاخر للمصدر وكما موضح في الشكل س- ماهي مميزات ربط التوالي في المتسعات يمتاز ربط التوالي في المتسعات بما يلي اولا-مقدار الشحنه متساوي على جميع المتسعات ويساوي الشحنه الكليه Qtotal=Q1=Q2=Q3......=Qn ثانيا- فرق الجهد الكلي يساوي مجموع فروق الجهد على المتسعات Vtotal=V1+ V2+ V3+ ......Vn ثالثا مقلوب السعه المكافئه يساوي مجموع مقلوب سعات المتسعات وبالتالي فان مقدار السعه الكافئه يقل ويكون اصغر من سعة اصغر متسعه 1/ceq= 1/c1+1/c2+1/c3+........1/cn س- ماهي القوانين الخاصه بربط المتسعات على التوالي V=Q/C V1=Q/C1 V2=QC2 V3=Q/C3 V= V1+V2+V3 Q/V= Q1/C1+Q2/C2+Q3/C3 1/C= 1/C1+1/C2+1/C3 |
|
مثال
ثلاث متسعات مربوطه على التوالي C1=6uF C2=4uF C3=3uF ربطت على مصدركهربائي 100فولت احسب اولا-شحنة الدائره الكليه ثانيا السعه الكليه ثالثا -فرق الجهد على طرفي كل مكثف رابعا - الطاقه المخزونه في الدائره المعطيات V=100 C1=6 uF C2=4uF C3=3uF Q=? Ceq=? v1=? v2=? v3=? PE= ? 1/Ceq= 1/c1+ 1/c2 +1/ c3 1/ceq =1/6 +1/4 +1/3 = 9/12 ceq= 12/9= 1.33 مايكروفاراد -6 Q= ceq x v= 1.33 x10 x100 -6 Q=133 X10 كولوم -6 -6 V1= Q/C1= 133X10 /3 X10 = 44.3 فولت -6 -6 V2= Q/C2 =133X10 /4X10= 33.25 فولت -6 -6 V3= Q/ C3=133X10/6X10= 22.16 فولت 2 PE= CV/2 -6 2 PE=1.33 X10 X100 /2 -2 PE= 1.33X 10 /2 -2 PE=0. 665 X10 جول |
|
ثانيا -ربط المتسعات على التوازي
س- كيف يتم ربط المتسعات على التوازي لاجل ربط مجموعه من المكثفات على التوازي نقوم بربط جميع البدايات مع بعضها و ربط هذه البدايات باحد اقطاب المصدر ثم نقوم بعد ذلك بربط كل النهايات مع بعضها وربط تلك النهايات مع القطب الاخر للمصدر اي ان تربط البدايه مع البدايه ثم تربط باحد اقطاب المصدر والنهايه مع النهايه ومن ثم تربط بالقطب الاخر للمصدر وكما موضح في الشكل س- ماهي مميزات ربط المتسعات على التوازي اولا- فرق الجهد متساوي على جميع المتسعات ويساوي فرق جهد المصدر Vtotal =V1 =V2 =V3 =........Vn ثانيا- الشحنه الكليه تساوي مجموع الشحنات على جميع المتسعات Qtotal =Q1 +Q2 +Q3 +.......Qn ثالثا- السعه المكافئه تساوي مجموع سعات المتسعات وتكون اكبر من اكبر سعه في المجموعه Ceq =C1 +C2 +C3 +........Cn س- ماهي القوانين الخاصه بربط المتسعات على التوازي Qtotal=Q1+ Q2+ Q3+.......Qn Vtotal=V1= V2= V3= .......Vn Qtotal= vtotatl xCeq Q1=v1XC1 Q2=V2XC2 Q3= V3XC3 V.C= V.C1 +V.C2+V.C3 V.C= V(C1+C2+C3) Ceq= C1+C2+C3 |
|
Cمثال
ثلاث مكثفات قيمة كل منها C1=6uF C2=4uF C3=3uF مربوطه على التوازي ربطت على مصدر فولتيه 100 فولت احسب اولا- السعه الكليه ثانيا-شحنة كل مكثف والشحنه الكليه ثالثا-الطاقه المخزونه في الدائره وفي كل مكثف المعطيات C1=6uF C2=4uF C3=3uF V=100 Ceq=? Qtotal=? Q1=? Q2=? Q3=? PEtotal=? PE1=? PE2=? PE3=? Ceq=C1+C2+C3=6+4+3=13uF -6 -4 Qtotal=Vtotalx Ceq=100x13x10=13x10كولوم -6 -4 Q1=V1XC1=100X6X10=6X10 كولوم -6 -4 Q2=V2XC2=100X4X10=4X10 كولوم -6 -4 Q3=V3XC3=100X3X10=3X10كولوم PEtotal= QtotalxVtotal/2 -4 PEtotal=13X10X100/2 -2 PE=6.5X10 جول -4 -2 PE1=Q1XV1/2=6X10X100/2=3X10 جول -4 -2 PE2=Q2XV2/2=4X10X100/2=2X10 جول -4 -2 PE3=Q3XV3/2=3X10X100/2=1.5X10جول |
بسم الله الرحمن الرحيم
اعزائي الطلاب هذا الدرس النظري الاخير من دراستنا وبهذا نكون قد انهينا المرحله الاولى من دراستنا عسى ان نكون قد وفقنا في ايصال العلم الى كل من يحتاجه مجسدين في ذلك حديث رسولنا الكريم صلى الله عليه وسلم اذا مات ابن ادم انقطع عمله الا من ثلاث صدقه جاريه او علم ينتفع به او ولد صالح يدعوا له وقد قدمنا هذا العلم بين ايديكم راجين منكم الدعاء ثم من الله الاجابه هذا وسنباشر المرحله الثانيه من دراستنا قريبا انشاء الله والتي تشمل المغناطيسيه والمكائن الكهربائيه والمحولات الكهربائيه ومن الله التوفيق |
ثالثا- الربط المركب للمتسعات
س- مالمقصود بالربط المركب او المختلط للمتسعات هو توصيل المتسعات بالتوالي وبالتوازي في دائره كهربائيه واحده س- ماهي القوانين التي تطبق في هذا النوع من الربط تطبق نفس قوانين التوالي والتوازي في هذا النوع من الربط مثال دائره كهربائيه فيها متسعتان مربوطه على التوازي قيمة كل منها C1=6uF C2=4uF ربطت معهما متسعه على التوالي قيمتها C3=10uF ورطت الدائره الى مصدر للفولتيه قيمته V=100فولت احسب اولا -السعه الكليه للدائره ثانيا -الشحنه الكليه للدائره ثالثا- الشحنه على كل مكثف رابعا -الطاقه المخزونه في الدائره الكمهربائيه المعطيات C1=6uF C2=4uF C3=10uF V=100 Ceq=? Qtotal=? Q1=? Q2=? Q3=? PE=? الحل C4= C1 +C2=6 +4=10 uF 1/CEq=1/C4 +1/C3 -1/Ceq=1/10 +1/10 =2/10 =1/5 Ceq=5 uF -6 -4 Qtotal=C XV =5 X10 X 100=5 X10 كولوم -4 -6 V3 =Qtotal /C3=5 X10 /10 X10 V3= 5O فولت V4=100 - 50 =50 =V1 =V2 -6 -6 Q1=C1 XV4 = 6 X10 X50 =300 X10 كولوم -6 -6 Q2= C2 XV2 =4 X10 X50 =200 X10 كولوم -4 Q3=Qtotal= 5 x10 او -6 -4 Q3 =C3 XV3 =10 X10 X50 =5 X10 PE=Qtotal XV total /2 -4 PE= 5 x10 x100 /2 -4 PE= 250 X10 جول / |